Chip quântico demonstra poder da nanofabricação

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/07/2012

O chip quântico é formado por uma estrutura 3D de armadilhas iônicas, que podem ser ampliadas conforme se consiga manipular simultaneamente um número maior de qubits.
[Imagem: NPL]

Autêntico

O primeiro processador quântico a chegar ao mercado levantou controvérsias, e foram necessários anos para que a comunidade científica reconhecesse que ele realmente "tem lá o seu lado quântico".

Isto porque ele ainda está bastante distante daquilo que se espera de um "processador totalmente quântico", tanto em termos de projeto, quanto em termos de desempenho.

Mas a cavalaria já está chegando.

Plataforma quântica

Engenheiros do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido acabam de construir o primeiro chip capaz de manter múltiplos qubits operando conjuntamente.

Os pesquisadores incorporaram em um chip de silício uma plataforma de aprisionamento de bits quânticos baseados em íons - ou qubits iônicos - um dos tipos mais promissores de qubits em estudo atualmente, sobretudo porque porque ser operados em dispositivos de estado sólido.

Segundo a equipe, o chip poderá se tornar um processador quântico capaz de lidar simultaneamente com centenas de qubits.

Usando outro tipo de qubit, uma equipe austríaca conseguiu recentemente aprisionar 64 qubits, mas conseguiu ativar simultaneamente apenas 14 deles. Para se ter ideia, um simulador quântico de 350 qubits teria capacidade para calcular 10¹⁰⁰ estados diferentes.

Nanofabricação 3D

O avanço agora obtido não pertence ao campo da computação quântica propriamente dita, sendo mais propriamente um feito notável nas técnicas de nanofabricação.

Embora já tenham sido demonstrados vários tipos de armadilhas para manter os íons isolados do ambiente, todos se baseavam em estruturas bidimensionais de eletrodos.

O novo chip, contudo, usa uma estrutura 3D, que possui duas vantagens cruciais: ela pode ser ampliada continuamente, para acomodar um número virtualmente ilimitado de qubits, e permite a manipulação muito mais livre e precisa de cada qubit individualmente.

Até agora, essas duas características vinham-se mostrando excludentes, sobretudo por deficiências nas técnicas de fabricação.

A equipe britânica usou técnicas de fabricação de componentes semicondutores, aplicando-as a uma pastilha híbrida de silício e óxido de silício.

Várias aplicações

O chip é uma plataforma customizável e altamente flexível, com várias aplicações possíveis.

"O chip poderá ser a base de um futuro relógio atômico, essencial para serviços de localização, temporização e navegação, ou mesmo a base de um futuro processador quântico baseado em íons, para uso em um computador quântico ou em redes quânticas de informações," disse Alastair Sinclair, membro da equipe.

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