Este chip leva a luz at os qubits dos computadores qunticos

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 22/02/2021

Qubits inicos

Se voc j usou um apontador laser para mostrar na lousa um detalhe durante uma apresentao sabe que no algo exatamente fcil – mesmo o mais leve tremor da mo torna-se um enorme “rabisco” distncia.

Agora imagine ter que fazer isso com vrios feixes de laser ao mesmo tempo e tentando acertar um nico tomo.

Esse exatamente o desafio enfrentado pelos fsicos e engenheiros que esto tentando construir computadores qunticos usando tomos individuais como qubits.

E, nesses prottipos iniciais, tambm necessrio apontar os feixes de laser – centenas ou mesmo milhares deles no mesmo aparelho – precisamente por vrios metros, de modo a atingir as armadilhas magnticas, com apenas alguns micrmetros de tamanho, onde os tomos esto aprisionados e mantidos isolados, para poderem funcionar como bits. Qualquer vibrao indesejada perturba a operao do computador quntico.

“J nos atuais sistemas de pequena escala, a ptica convencional uma fonte significativa de rudo e erros – e isso se torna muito mais difcil de gerenciar quando se tentar aumentar a escala,” explicou o pesquisador Karan Mehta, do Instituto Federal de Tecnologia (ETH) de Zurique, na Sua.

Mehta e seus colegas resolveram esse problema integrando guias de onda minsculos aos chips que contm os eletrodos que aprisionam os qubits.

“Ns podemos enviar a luz diretamente para esses ons. Dessa forma, as vibraes do criostato ou de outras partes do aparelho produzem muito menos perturbaes,” acrescentou Chi Zhang, membro da equipe.

A luz laser (vermelha) para controlar os dois ons presos (azul) enviada para as armadilhas de ons dentro do chip.
[Imagem: Chiara Decaroli/ETH Zurich]

Fiao ptica

A equipe encomendou a uma fbrica de processadores que fizesse chips contendo eletrodos de ouro para as armadilhas de ons e, em uma camada mais profunda, guias de onda para a luz laser.

Em uma extremidade dos chips, fibras pticas lanam a luz nos guias de onda, que tm apenas 100 nanmetros de espessura, essencialmente formando uma “fiao ptica” dentro dos chips. Cada um desses guias de onda leva a um ponto especfico no chip, onde a luz desviada para os ons aprisionados na superfcie.

O fato de ter usado um chip fabricado industrialmente mostra que a abordagem interessante para futuros computadores qunticos com qubits de ons, j que no apenas extremamente estvel, mas tambm escalonvel – a tecnologia tambm ser til para os processadores fotnicos.

A equipe agora est trabalhando com diversos chips, montando processadores com at dez qubits. Alm disso, eles esto buscando novas formas de realizar as operaes qunticas tirando proveito da velocidade e da preciso da sua fiao ptica.

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