Uma equipe de cientistas da TU Delft liderada pelo Professor Vandersypen busca criar processadores quânticos melhores e mais confiáveis. Em uma corrida pescoço a pescoço com os concorrentes, eles mostraram que a informação quântica de um spin de elétron pode ser transportada para um fóton em um chip quântico de silício. Isso é importante para conectar bits quânticos no chip e aumentar a escala para um grande número de qubits. Seu trabalho foi publicado hoje em Ciência .

Os computadores quânticos do futuro serão capazes de realizar cálculos muito além da capacidade dos computadores de hoje. As superposições quânticas e o emaranhamento de bits quânticos (qubits) tornam possível realizar cálculos paralelos.

Os chips quânticos são feitos de silício. "Este é um material com o qual estamos muito familiarizados, "explica o professor Lieven Vandersypen da QuTech e do Kavli Institute of Nanoscience Delft, "O silício é amplamente utilizado em transistores e, portanto, pode ser encontrado em todos os dispositivos eletrônicos." Mas o silício também é um material muito promissor para a tecnologia quântica. Ph.D. o candidato Guoji Zheng diz, "Podemos usar campos elétricos para capturar elétrons únicos no silício para uso como bits quânticos (qubits). Este é um material atraente, pois garante que as informações no qubit possam ser armazenadas por um longo tempo."

Fazer cálculos úteis requer um grande número de qubits, e é esse aumento para um grande número que representa um desafio em todo o mundo. "Para usar muitos qubits ao mesmo tempo, eles precisam estar conectados um ao outro; precisa haver uma boa comunicação ", explica o pesquisador Nodar Samkharadze. No momento, os elétrons capturados como qubits no silício só podem fazer contato direto com seus vizinhos imediatos. Nodar:"Isso torna difícil aumentar a escala para um grande número de qubits."

Outros sistemas quânticos usam fótons para interações de longa distância. Por anos, este também era um objetivo importante para o silício. Somente nos últimos anos os cientistas fizeram progresso, aqui. Os cientistas de Delft mostraram agora que um único spin de elétron e um único fóton podem ser acoplados em um chip de silício. Esse acoplamento torna possível, em princípio, transferir informações quânticas entre um spin e um fóton. Guoji Zheng diz, "Isso é importante para conectar bits quânticos distantes em um chip de silício, abrindo assim o caminho para aumentar a escala de bits quânticos em chips de silício. "

Em um estudo separado publicado na mesma edição da Ciência hoje, outros pesquisadores do Instituto de Nanociência Kavli em TU Delft também descrevem uma maneira de transferir informações de spin para fótons.