Cientistas da Raytheon BBN Technologies desenvolveram uma nova maneira de detectar um único fóton, ou partícula de luz - um desenvolvimento com grandes aplicações para sensores, comunicações e processadores de computador quântico exponencialmente mais poderosos.

A equipe publicou seu trabalho, que se concentra no uso de um componente chamado junção Josephson, no jornal acadêmico Ciência . A descoberta baseia-se na pesquisa anterior da mesma equipe em um detector de radiação de microondas 100, 000 vezes mais sensível do que os sistemas existentes.

"Uma junção Josephson na computação quântica é análoga a um transistor para a eletrônica moderna, então eles são super importantes, "disse Kin Chung Fong, um cientista de processamento de informações quânticas na Raytheon BBN Technologies e um associado de pesquisa na Universidade de Harvard. "Nosso novo dispositivo permite que esta unidade básica em computação quântica se comunique por meio de apenas um fóton. Isso melhorará a velocidade da comunicação e pode tornar a rede quântica e a detecção possíveis."

Pesquisadores e laboratórios de todo o mundo começaram a construir computadores quânticos maiores, buscando desbloquear a promessa de um processamento mais rápido.

"Em teoria, os computadores quânticos podem assumir o controle de onde os computadores tradicionais ficariam sem capacidade de processamento, "disse Brad Tousley, presidente da Raytheon BBN Technologies. "Os computadores quânticos são particularmente bons para resolver problemas críticos de otimização. Um exemplo seria o projeto auxiliado por computador de um grande sistema como uma aeronave. A computação quântica permite uma análise mais finita de algo como o formato de uma asa do que nunca. Processamento diário fundamental a otimização é o primeiro problema que gostaríamos de resolver com a computação quântica. "

A limitação técnica tem sido o ruído de fundo que faz com que os qubits percam memória, criando erros no processamento. Enquanto outros pesquisadores veem o ruído como um problema, Fong e sua equipe veem uma oportunidade.

O método deles funciona um pouco como uma rodovia, onde cargas supercondutoras desempenham o papel de carros. Em princípio, eles podem se mover muito rápido sem se chocarem. O ruído de fundo é como um carro quebrado na pista central - ele interrompe o fluxo do tráfego.

"A interrupção pode destruir os dados em aplicativos de computação quântica, "Fong disse." No entanto, podemos utilizar este mesmo fenômeno para detectar um único fóton, permitindo que o tráfego continue a acelerar. "

A descoberta faz parte de um esforço de pesquisa da Raytheon BBN Technologies, uma subsidiária da Raytheon Intelligence &Space. A Raytheon BBN fornece pesquisa e desenvolvimento de tecnologia avançada há mais de 70 anos, frequentemente servindo como um elo crucial entre os militares e pesquisadores nas universidades. Como um exemplo, foi um dos primeiros nós da ARPANET, o precursor da Internet financiado pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa, ou DARPA. Cientistas da Raytheon BBN trabalham em portfólios de amplo alcance, enquanto a engenharia quântica e a computação continuam a se mostrar promissoras para os recursos da próxima geração.

"Esta descoberta vai abrir processadores quânticos para serem conectados como nunca antes, "Tousley disse." A próxima etapa é caracterizar o desempenho e escalar para mais de um dispositivo em paralelo ou conectar vários dispositivos. "

A equipe da Raytheon BBN acredita ter a experiência em engenharia de sistemas para levar essa pesquisa básica a aplicações mais práticas.

"Pegamos um vazio tecnológico com a primeira junção Josephson para detectar um único fóton, "disse Fong." É uma tecnologia que permite a criação de redes, comunicação e computação. Na verdade, estamos apenas arranhando a superfície. "