Física

Cientistas descobrem uma nova maneira de fazer a computação quântica funcionar à temperatura ambiente

Cientistas descobrem uma nova maneira de fazer a computação quântica funcionar à temperatura ambiente


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A computação quântica há muito é elogiada como o futuro da computação, talvez como o futuro da tecnologia. Dito isso, projetar um computador quântico que funcione em condições normais de uso não é uma tarefa fácil para os pesquisadores.

Um dos maiores obstáculos que os pesquisadores de computação quântica tiveram que trabalhar para resolver é lidar com a temperatura em que esses dispositivos devem funcionar. Historicamente, os computadores quânticos funcionaram apenas em temperaturas extremamente baixas de laboratório. Por volta-460 graus Fahrenheit, os computadores quânticos encontram sua temperatura ideal de trabalho. Como se pode imaginar, essa não é uma temperatura facilmente alcançável para qualquer ambiente.

Dito isso, os pesquisadores acabam de descobrir uma nova maneira que permite que os computadores quânticos funcionem em temperatura ambiente. Isso poderia diminuir drasticamente os custos e diminuir a barreira de entrada na criação de um dispositivo quântico.

Criar um computador quântico que funcione sob condições térmicas padrão coloca os pesquisadores um passo mais perto de dimensionar a computação quântica para uma variedade de usos de apelo de massa.

Compreender o que os pesquisadores descobriram

A maioria dos qubits, que são as partículas quânticas centrais para a função dos computadores quânticos, operam apenas em materiais supercondutores. Supercondutores funcionam melhor em temperaturas extremamente baixas. Para contornar isso, os pesquisadores analisaram o uso de defeitos no carboneto de silício para manter os qubits em seus respectivos lugares. Isso não é apenas mais simples, mas também torna as máquinas muito mais econômicas.

RELACIONADO: A SINTONIA DE GUITARRA DE CORDAS DE DIAMANTE MELHORA A MEMÓRIA QUÂNTICA, ACHADOS DO ESTUDO

O carboneto de silício, ou SiC, não é novo no mundo da computação quântica. Ele tem sido explorado como um detentor potencial de qubits para computadores quânticos há algum tempo. No entanto, não foi até que pesquisadores da Universidade de Linköping, na Suécia, descobriram que eles podiam modificar ligeiramente as propriedades estruturais do carboneto de silício para mantê-los perfeitamente.

Em seu artigo publicado na Nature, eles têm isso a dizer sobre suas pesquisas inovadoras.

"Identificamos um caminho para contornar essas desvantagens, mostrando que um poço quântico projetado pode estabilizar o estado de carga de um qubit. Usando a teoria do funcional da densidade e estudos experimentais de difração de raios-X síncrotron, construímos um modelo para centros de defeitos pontuais não atribuídos anteriormente em silício. carboneto como uma divacância axial de falha de quase empilhamento e mostra como este modelo explica a robustez desses defeitos contra a fotoionização e estabilidade à temperatura ambiente. "

Essencialmente, os pesquisadores estão fazendo modificações em nível de átomo no carboneto de silício para garantir que eles sejam capazes de manter os qubits no lugar. Eles estão criando defeitos do tamanho de um átomo no material em que podem conter um qubit.

Igor Abrikosov, Professor, consultor científico do laboratório de Modelagem e Desenvolvimento de Materiais da NUST MISIS, Chefe da Divisão de Física Teórica do Departamento de Física, Química e Biologia da Universidade de Linköping, explicou da seguinte maneira:

“Para criar um qubit, um defeito pontual em uma rede de cristal está sendo excitado com laser e, quando um fóton é emitido, esse defeito começa a luminescente. Foi comprovado anteriormente que seis picos são observados na luminescência do SiC, denominados de PL1 a PL6, respectivamente. Descobrimos que isso se deve a um defeito específico, onde uma única camada atômica ‘deslocada’, chamada de falha de empilhamento, aparece perto de duas posições vazias na rede ”

Em 2019, os pesquisadores também experimentaram as modificações de tipo no nível do átomo, mas na instância anterior, eles estavam trabalhando com diamantes. A vantagem de usar carboneto de silício é que é significativamente mais barato do que usar diamante.

Pesquisadores da @yokohama_saigai criaram e manipularam qubits de spin geométricos em centros NV de diamante em temperatura ambiente e campo magnético zero. Eles demonstram memórias quânticas de longa duração através de portas holonômicas universais para repetidores quânticos. Http://t.co/jB14QE3TZq

- Austin Bradley (@AustinToMars) 13 de agosto de 2018

Em teoria, tudo isso deveria funcionar, mas como muitas coisas no mundo quântico, testar as teorias dos pesquisadores é realmente mais difícil do que você imagina.

O que vem pela frente para os pesquisadores

Os conceitos e a matemática por trás da utilização de carboneto de silício para manter os qubits em temperatura ambiente confirmam, mas os pesquisadores ainda têm uma série de obstáculos práticos em seu caminho.

Eles têm que desenvolver um processo que lhes permitirá colocar estrategicamente os defeitos no SiC exatamente onde precisam deles. A equipe de pesquisa tem que desenvolver essencialmente seus próprios processos para fazer isso, o que levará algum tempo, segundo a equipe.

RELACIONADO: NOVA PESQUISA NOS TRAZ UM PASSO MAIS PRÓXIMO DE UM COMPUTADOR QUÂNTICO EM FUNCIONAMENTO

No final do dia, as descobertas feitas pela equipe da Linköping University ainda estão em seus estágios iniciais de demonstração de eficácia prática. Tudo parece promissor, porém, e em breve, os cientistas quânticos podem ter uma maneira muito mais fácil de desenvolver a estrutura central dos computadores quânticos.


Assista o vídeo: Computação Quântica: estado atual, aplicações reais e como se preparar para ela. (Junho 2022).


Comentários:

  1. Kazralkis

    Onde está sua lógica?

  2. Babatunde

    Safe variant :)

  3. Orestes

    desculpe, foi deletado

  4. Kitchi

    que faríamos sem sua frase notável

  5. Kaganris

    Quanto é possível.

  6. Nijind

    Sinto muito, mas na minha opinião, você está errado. Tenho certeza. Eu proponho discutir isso.

  7. Willan

    Eles estão errados. Proponho discuti-lo. Escreva para mim no PM, ele fala com você.



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