A nova abordagem poderia ajudar a tornar os computadores quânticos livres de erros?
norte quântico
Uma startup canadense de computação quântica afirma que seus novos qubits permitirão computadores quânticos muito menores e mais baratos, sem erros. No entanto, conseguir isso será um desafio difícil.
Para corrigir seus próprios erros, os computadores tradicionais armazenam informações duplicadas em muitos lugares, uma prática chamada redundância. Para que os computadores quânticos alcancem sua própria versão de redundância, eles normalmente precisam de muitos bits quânticos adicionais, ou qubits – numerados na casa das centenas de milhares.
Agora, Julien Camiran e Lemyre sobre norte quântico e seus colegas criaram qubits que, segundo eles, permitirão reduzir esse número para apenas centenas. “A ideia básica subjacente ao nosso hardware é… ter qubits com redundância intrínseca”, disse ele.
Existem várias versões concorrentes de qubits, como pequenos circuitos supercondutores e átomos super-resfriados. Os qubits Nord Quantique são cavidades supercondutoras cheias de radiação de micro-ondas: as partículas que transportam essa radiação, os fótons, ficam presas dentro da cavidade, onde saltam para frente e para trás, e as informações podem ser codificadas em seus estados quânticos.
Projetos de qubit semelhantes foram criados antes, mas o novo é o primeiro com “codificação multimodo”. Isso significa que os pesquisadores usaram múltiplas propriedades dos fótons ao mesmo tempo para armazenar informações – um método de codificação que torna os dados mais resistentes a erros comuns dos computadores quânticos.
Victor Alberto da Universidade de Maryland dizem que a correção quântica de erros requer mais qubits – para que as informações possam ser armazenadas em um grupo de qubits conectados, em vez de em um único qubit, protegendo assim o sistema contra falhas de qubits individuais – ou que cada qubit seja “maior” em termos de como as informações são armazenadas dentro dele.
O novo qubit usa uma segunda técnica, armazenando informações em um espaço matemático que é efetivamente quadridimensional, disse ele.
Portanto, Nord Quantique projeta que os computadores quânticos tolerantes a falhas serão até 50 vezes menores do que os computadores que usam qubits feitos de circuitos supercondutores, como os computadores mais avançados construídos até hoje. Além disso, a empresa estima que as máquinas construídas com seus qubits consumirão apenas um décimo da energia de outras máquinas.
No entanto, Nord Quantique não forneceu dados sobre mais de um qubit. Ele também não usou seus novos qubits na computação, a não ser para verificar se realmente suporta codificação multimodo. Muitos passos e desafios técnicos ainda aguardam a equipe no caminho para a computação quântica em escala.
“É muito cedo para dizer se esta abordagem à computação tolerante a falhas… é intrinsecamente mais vantajosa do que algumas das outras abordagens que estão sendo adotadas”, disse Bárbara Terhal na Delft University of Technology, na Holanda.
Michel devorou da Universidade de Yale disse que o novo trabalho é “um resultado incremental, não um avanço na ciência da correção quântica de erros”, mas mostra o domínio da empresa no desafio técnico.
Lemyre diz que agora eles estão trabalhando na construção de mais qubits e na melhoria de seu design atual. Por exemplo, eles querem adicionar um “mecanismo de refinamento” que manipularia as informações armazenadas nos qubits, como acontece quando um computador quântico realiza cálculos. Eles esperam construir um computador quântico prático com mais de 100 qubits resistentes a erros até 2029.
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