Fluxonium Qubit retém informações por 1,43 milissegundos – 10x mais do que antes: WebCuriosos
A tecnologia quântica supercondutora há muito promete preencher a lacuna entre os dispositivos eletrônicos existentes e o delicado cenário quântico além. Infelizmente, o progresso na estabilização de processos críticos estagnou na última década.
Agora, um avanço significativo foi finalmente alcançado, com pesquisadores da Universidade de Maryland produzindo qubits supercondutores que duram 10 vezes mais do que antes.
O que torna os qubits tão úteis na computação é o fato de suas propriedades quânticas se entrelaçarem de maneiras que são matematicamente úteis para simplificar o trabalho de certos algoritmos complexos, levando alguns momentos para resolver problemas selecionados que levariam décadas ou mais para outras tecnologias.
Infelizmente, essas propriedades críticas não se enredam apenas com outros qubits – elas podem se misturar com qualquer coisa em seu ambiente, muitas vezes antes que suas informações preciosas possam ser medidas.
Agora os pesquisadores construíram o que é conhecido como qubit de fluxonium que pode reter informações por 1,43 milissegundos. Isso pode parecer um curto período de tempo, mas é uma atualização de 10x em relação ao recorde anterior.
Há mais de uma maneira de construir um qubit e cada abordagem tem seus próprios apoiadores.
Fluxônio é um tipo de qubit baseado nas operações em junções importantes de um circuito supercondutor.
Um grande benefício do uso de sistemas supercondutores para medir as propriedades quânticas dos elétrons é que eles são já baseado em circuitos eletrônicos – algo que temos muita experiência em produzir.
Esta é uma das razões pelas quais os qubits de fluxonium são, em teoria, mais adequados para sistemas maiores e limitar erros. Mas até agora os tempos de coerência (o tempo durante o qual os dados podem ser registados) têm sido demasiado pequenos para serem úteis.
Este último avanço coloca os qubits de fluxonium de volta em funcionamento com os qubits transmon, que são o tipo de qubit supercondutor atualmente preferido por empresas como Google e IBM para seus computadores quânticos.
“Notavelmente, mesmo na faixa de milissegundos, o tempo de coerência é limitado pela absorção do material e pode ser melhorado com uma fabricação mais rigorosa,” escrever os pesquisadores em seu artigo publicado.
“Nossa demonstração pode ser útil para suprimir erros nos processadores quânticos da próxima geração.”
Em outras palavras, os pesquisadores estão confiantes de que os qubits de fluxonium podem ir ainda mais longe em termos de coerência e estabilidade. Isso será importante à medida que os cientistas procuram ampliar seus sistemas de computação quântica usando uma variedade de métricas.
Chave para a melhoria aqui foram ajustes na frequência operacional e nos parâmetros do circuito, que aumentaram o tempo de relaxamento do qubit: o tempo em que ele passa entre seus estados possíveis, durante o qual os dados podem ser registrados.
É claro que ainda há muito caminho a percorrer para preparar os qubits para uso prático – na maioria das vezes, eles ainda precisam de temperaturas ultrabaixas para operar, por exemplo – mas se avançarmos 10 vezes a cada novo estudo, nosso O futuro da computação quântica pode chegar mais rápido do que pensamos.
“Ainda é necessário muito trabalho para construir processadores supercondutores em grande escala com tempos de coerência na faixa de milissegundos, e nosso estudo de caso demonstra a viabilidade desse objetivo em curto prazo”, escrever os pesquisadores.
A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.
