Os físicos mostraram que computadores quânticos autocorretivos são teoricamente possíveis, um avanço que poderia tornar a computação quântica prática menos parecida com a ficção científica.

A imensa promessa da computação quântica em campos como a química e a criptografia é também o seu maior desafio:qualquer indício de erro ou adulteração provoca o colapso de toda a computação. A única maneira de contornar isso é usar vários bits quânticos (qubits), os blocos de construção da informação quântica, para essencialmente fazer backup de cada qubit. Mas, na prática, isso se torna impossível se o computador quântico ficar muito grande.

“Nos processadores quânticos atuais, você sempre tem alguns erros, e então você pode pensar:OK, vou apenas adicionar mais alguns qubits para proteção”, disse o físico Alexey Gorshkov, do Joint Quantum Institute da Universidade de Maryland. O problema é que você começa a precisar de muito mais qubits exponencialmente para corrigir níveis de erro exponencialmente decrescentes. "Eventualmente, é simplesmente irrealista."

Em seu artigo, publicado na Nature Physics, Gorshkov e seus coautores descobriram que o uso de arranjos especiais de qubits "topologicamente ordenados" poderia eliminar a necessidade de recursos exponenciais para corrigir erros. “Nosso insight foi, espere um minuto, é possível fazer algum tipo de correção de erro quântico topológico (TEC)”, o que poderia levar ao “Santo Graal” da sobrecarga polinomial? disse Gorshkov, que também trabalha no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia. "Essa é a principal descoberta do nosso artigo."

A ideia deles se resume a "códigos de correção de erros que são construídos a partir de estados topológicos da matéria - estados da matéria que não têm ordem local, mas são caracterizados por correlações de longo alcance que podem ser usadas para detectar e corrigir erros", de acordo com um artigo do Nature Physics News &Views.

A descoberta também terá implicações para além da computação quântica, diz Gorshkov, em campos como a física de partículas de alta energia e a física estatística. “A correção quântica de erros é uma técnica universal para controlar erros em todos os sistemas quânticos, não apenas em um computador quântico”, disse ele. “Existem muitos outros sistemas físicos onde essas técnicas podem ser testadas, e isso é realmente emocionante”.