p As possibilidades sem paralelo dos computadores quânticos ainda são limitadas porque a troca de informações entre os bits em tais computadores é difícil, especialmente em distâncias maiores. O líder do grupo de trabalho do FOM, Lieven Vandersypen, e seus colegas do centro de pesquisa QuTech e do Kavli Institute for Nanociences (Delft University of Technology) conseguiram pela primeira vez permitir que dois bits quânticos não vizinhos na forma de spins de elétrons em semicondutores se comuniquem com uns aos outros. Eles publicam sua pesquisa em 10 de outubro em Nature Nanotechnology . p A troca de informações é algo em que mal pensamos hoje em dia. As pessoas se comunicam constantemente por e-mail, aplicativos de mensagens móveis e chamadas telefônicas. Tecnicamente, são os bits nesses vários dispositivos que se comunicam. "Para um computador normal, isso não representa nenhum problema, "diz o professor Lieven Vandersypen." No entanto, para o computador quântico - que é potencialmente muito mais rápido do que os computadores atuais - a troca de informações entre os bits quânticos é muito complexa, especialmente em longas distâncias. "

p Elétrons falam uns com os outros

p Dentro do grupo de pesquisa de Vandersypen, O estudante de doutorado Tim Baart e o pós-doutorando Takafumi Fujita trabalharam na comunicação entre bits quânticos. Cada bit consiste em um único elétron com uma direção de spin (spin para cima ='0' e spin para baixo ='1'). "De pesquisas anteriores, sabíamos que dois spins de elétrons vizinhos podem interagir um com o outro, mas que essa interação diminui drasticamente com o aumento da distância entre eles, "diz Baart." Conseguimos agora fazer com que dois elétrons não vizinhos se comuniquem um com o outro pela primeira vez. Para alcançar isto, usamos um mediador quântico:um objeto que pode trocar as informações entre os dois spins em uma distância maior. "

p Mediador

p Baart e Fujita posicionaram os elétrons nos chamados pontos quânticos, onde eles foram mantidos em posição por um campo elétrico. Entre os dois pontos quânticos ocupados, eles posicionaram um ponto quântico vazio que poderia formar uma barreira de energia entre os dois spins. "Ajustando o campo elétrico em torno do ponto quântico vazio, poderíamos permitir que os elétrons troquem suas informações de spin por meio do mecanismo de superexchange:quando a barreira de energia for reduzida, as informações de rotação são trocadas, "diz Baart." Isso faz com que o ponto quântico vazio atue como um tipo de mediador para possibilitar a interação entre os bits quânticos. Além disso, podemos ativar e desativar essa interação à vontade. "

p Computador quântico rápido

p A pesquisa de Vandersypen e Baart constitui um passo importante na construção de um computador quântico maior, no qual a comunicação entre bits quânticos em grandes distâncias é essencial. Agora que o conceito deste mediador quântico foi demonstrado na prática, os pesquisadores querem aumentar a distância entre os spins do elétron e colocar outros tipos de 'mediadores' entre os bits quânticos também.

p Tim Baart recebeu seu doutorado em 23 de maio de 2016 por sua pesquisa sobre esta e outras tecnologias. Sua pesquisa foi financiada pelo Programa de Pós-Graduação da Organização Holandesa de Pesquisa Científica (NWO). Para a fabricação do chip, os pesquisadores de Delft trabalharam em estreita colaboração com a ETH em Zurique.