A radiação do espaço é um desafio para os computadores quânticos, pois seu tempo de computação é limitado pelos raios cósmicos. Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, e da Universidade de Waterloo, no Canadá, estão agora se aprofundando no subsolo em busca de uma solução para esse problema – em uma mina de dois quilômetros de profundidade.

Uma causa recentemente descoberta de erros em computadores quânticos é a radiação cósmica. Partículas altamente carregadas vindas do espaço perturbam os qubits sensíveis e fazem com que percam seu estado quântico, bem como a capacidade de continuar um cálculo. Mas agora investigadores quânticos da Suécia e do Canadá unirão forças para encontrar uma solução para o problema – na sala limpa mais profunda do mundo, a dois quilómetros de profundidade.

“Estamos muito entusiasmados com este projeto porque ele aborda a questão muito importante de como a radiação cósmica afeta os qubits e os processadores quânticos. Obter acesso a esta instalação subterrânea é crucial para compreender como os efeitos da radiação cósmica podem ser mitigados”, diz Per Delsing, Professor de Tecnologia Quântica na Chalmers University of Technology, Suécia, e Diretor do Wallenberg Center for Quantum Technology.

Escudo Canadense protege contra raios cósmicos

O projeto de pesquisa exclusivo é realizado em colaboração entre pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, do Instituto de Computação Quântica (IQC) da Universidade de Waterloo e do SNOLAB, perto de Sudbury, Ontário, Canadá.

No estudo, qubits supercondutores fabricados na Chalmers University of Technology serão primeiro testados acima do solo na Suécia e no Canadá. Em seguida, os mesmos qubits serão testados bem abaixo do solo canadense para que as diferenças entre os dois ambientes possam ser estudadas. Com a ajuda do “escudo terrestre” de dois quilômetros de espessura que envolve a sala limpa mais profunda do mundo, localizada na mina Vales Creighton, em Ontário, os pesquisadores podem bloquear os raios cósmicos ou a radioatividade que de outra forma teriam “nocauteado” os qubits acima. chão.

“O SNOLAB mantém o fluxo de múons mais baixo do mundo e possui capacidades avançadas de testes criogênicos, tornando-o um local ideal para conduzir pesquisas valiosas em tecnologias quânticas”, disse Jeter Hall, diretor de pesquisa do SNOLAB e professor adjunto da Universidade Laurentian, no Canadá.

Pode resolver o desafio da correção de erros

Para que o impacto dos computadores quânticos seja percebido na sociedade, os pesquisadores quânticos precisam primeiro resolver o problema da correção de erros. Embora os computadores clássicos utilizem sistemas que podem corrigir os erros que ocorrem e fornecer resultados confiáveis, não existem sistemas atuais suficientemente poderosos para corrigir os erros significativamente mais complexos que ocorrem nos computadores quânticos.

Os métodos de correção de erros usados ​​hoje em computadores quânticos assumem que cada erro causado pelos raios cósmicos ocorre independentemente um do outro. Esta é uma avaliação incorreta, pois esses tipos de erros, ao contrário, costumam se correlacionar entre si. Os métodos atuais de correção de erros não podem corrigir erros de correlação, o que significa que vários qubits podem perder seu estado quântico ao mesmo tempo. Ao aumentar a compreensão dos processos qubit, os pesquisadores agora querem encontrar métodos para reduzir o número de erros correlacionados.

“Com este projeto, esperamos começar a entender o que está acontecendo com a decoerência dos qubits em relação aos raios cósmicos, e então começar a entender como a radiação afeta os qubits de maneiras mais controladas”, diz o Dr. Chris Wilson, professor da Universidade de Waterloo e ativo no Institute for Quantum Computing em Ontário.

O projeto é realizado em colaboração entre a Chalmers University of Technology, o Institute for Quantum Computing (IQC) da University of Waterloo, Ontário, Canadá, e o SNOLAB perto de Sudbury, Ontário, Canadá.

Fornecido pela Chalmers University of Technology