Um novo teste de computação quântica de acesso aberto do Departamento de Energia está pronto para o público. Cientistas da Universidade de Indiana recentemente se tornaram a primeira equipe a começar a usar a plataforma de teste de usuário aberto para computação científica quântica do Sandia National Laboratories, ou QSCOUT.

Os computadores quânticos estão prestes a se tornar os principais impulsionadores tecnológicos nas próximas décadas. Mas para chegar lá, os cientistas precisam fazer experiências com máquinas quânticas que relativamente poucas universidades ou empresas têm. Agora, os cientistas podem usar o QSCOUT da Sandia para pesquisas que podem não ser possíveis em suas instituições de origem, sem o custo ou as restrições de usar um teste comercial.

"QSCOUT atende a uma necessidade da comunidade quântica, fornecendo aos usuários os controles para estudar a própria máquina, que ainda não estão disponíveis em sistemas comerciais de computação quântica. Também salva teóricos e cientistas do trabalho de construir suas próprias máquinas. Esperamos obter novos insights sobre o desempenho quântico e arquitetura, bem como resolver problemas que requerem computação quântica, "disse o físico Sandia e líder do QSCOUT, Susan Clark.

Ela disse que o novo testbed é uma máquina rara de três maneiras:primeiro, como um livre, testbed de acesso aberto; segundo, como um feito com tecnologia de íons aprisionados; e terceiro, como uma plataforma que dá aos usuários uma quantidade incomum de controle sobre suas pesquisas.

Mês passado, Sandia começou a executar o primeiro experimento de usuário da bancada para cientistas da Universidade de Indiana. Pesquisadores da IBM, Laboratório Nacional de Oak Ridge, a University of New Mexico e a University of California, Berkeley, também foram selecionados para iniciar os experimentos em breve. Seus projetos vão desde o teste de técnicas de benchmarking ao desenvolvimento de algoritmos que algum dia poderão resolver problemas em química muito complexos para computadores normais.

Sandia solicitando propostas

Agora, Sandia está se preparando para mais propostas de pesquisa. Qualquer pessoa pode enviar uma proposta para usar o QSCOUT, e o tempo de computação é gratuito graças ao financiamento do DOE Office of Science, Programa de Pesquisa em Computação Científica Avançada. O próximo grupo de projetos deverá ser selecionado na primavera.

Além de fornecer uma oportunidade de pesquisa excepcional, QSCOUT tem um design raro para um testbed. A maioria dos testbeds comerciais usa tecnologia chamada circuitos supercondutores. Essas máquinas precisam ser mantidas em temperaturas ultrabaixas, tornando-os caros para construir e operar. Mas o teste de Sandia usa o que é chamado de armadilha de íons. Isso significa que o testbed de Sandia pode funcionar em temperaturas mais quentes. Os íons presos também produzem sinais mais claros do que os circuitos e mantêm as informações por mais tempo, permitindo aos cientistas realizar diferentes tipos de experimentos e comparar as duas plataformas.

Íons presos são mantidos dentro de QSCOUT em uma chamada "armadilha em um chip, " um apartamento, dispositivo em forma de gravata borboleta, cerca de 2 cm (0,8 polegadas) de comprimento, sobreposto em um chip semicondutor. Três átomos eletricamente carregados do elemento itérbio são suspensos no lugar por ondas de rádio e um campo elétrico acima de um canal fino que desce no centro do dispositivo. Lasers codificam informações em cada íon como um qubit, comparável a um bit em um computador convencional, para realizar cálculos.

Sandia planeja expandir o sistema de três para 32 qubits nos próximos três anos para que os cientistas possam realizar testes mais sofisticados.

QSCOUT reside na Engenharia de Microsistemas de Sandia, Ciência, e complexos de aplicativos, que também produz microeletrônica para o estoque nuclear do país.