Uma equipe de pesquisa que inclui dois físicos UO delineou novas técnicas para controlar os blocos de construção da computação quântica, um passo potencialmente significativo para tornar esses computadores mais precisos e úteis.

Os físicos David Allcock e David Wineland são fundadores do novo Oregon Ions Laboratory, que foi recentemente instalado no porão do Willamette Hall. Eles estão entre os 12 autores de um novo artigo, que é baseado em um experimento do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia em Boulder, Colorado. Ambos os cientistas trabalharam anteriormente no laboratório do Colorado e continuaram a colaborar no projeto depois de vir para o UO em 2018.

As técnicas, descrito no jornal Natureza , envolvem o uso de bits quânticos de íons presos, ou qubits, em computação quântica e simulações. Eles podem levar a melhorias na operação de computadores quânticos, que ainda cometem muitos erros de computação para serem ferramentas eficazes, os físicos disseram.

O problema com os computadores quânticos é que suas portas lógicas - as ferramentas usadas para realizar funções lógicas básicas na computação - "são muito ruins, "Allcock disse.

"Eles falham cerca de 1 por cento das vezes, "ele disse." Você pode fazer cerca de 100 (operações), então você tira o lixo. "

Wineland adicionou, "Todo o campo está em um estágio agora, por causa dos erros que existem, que não podemos fazer cálculos longos ou simulações de valor prático em nossas máquinas. "

O objetivo é chegar a 10, 000 operações sem erros e, em seguida, adicione camadas de verificações para corrigir os erros conforme eles acontecem, ele disse.

"Queremos chegar a esse ponto, "Allcock disse." Então você pode usar computadores quânticos para algo útil. No momento, eles são apenas brinquedos. "

Wineland disse que os íons presos são como uma tigela de bolinhas de gude que têm certas propriedades magnéticas. Os físicos podem aplicar forças aos íons com métodos diferentes, incluindo lasers, Allcock disse. Mas os lasers são máquinas caras e complexas, ao passo que fazer portas lógicas usando forças magnéticas é mais barato e mais prático porque elas podem ser geradas diretamente com circuitos integrados, ele disse.

"O que fizemos aqui foi mostrar que essas técnicas funcionam tão bem quanto qualquer um já fez portas lógicas antes, " ele disse.

Google e IBM estão entre as empresas comerciais que têm exércitos de engenheiros trabalhando nesses problemas, enquanto os físicos acadêmicos estão tentando mostrar que há melhores, técnicas mais básicas para resolvê-los.

"Mostramos que você pode fazer isso de uma maneira tecnicamente mais simples, " ele disse.

Se físicos e engenheiros podem tornar os computadores quânticos confiáveis ​​e capazes de operar com capacidade grande o suficiente, eles podem simular outros sistemas, Disse Wineland. Por exemplo, um computador quântico poderia simular a ação de uma molécula usada na terapia medicamentosa sem ter que sintetizá-la em um laboratório.

"Existem alguns muito práticos, resultados úteis, "Wineland disse." Estamos apenas arranhando a superfície. "