Transstor comum vira qubit para computadores qunticos

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 05/04/2021

Qubit de eltron

Fica cada vez mais perto da realidade a construo de computadores qunticos usando os semicondutores tradicionais, como se fossem transistores dos computadores eletrnicos atuais.

Virginia Tejel e seus colegas da Universidade College de Londres conseguiram usar como qubit – o bit de um processador quntico – um nico eltron dentro de um transstor de silcio em um chip comum, construdo com a tradicional tecnologia CMOS.

Isto grande avano porque um dos maiores entraves construo de processadores qunticos realmente poderosos a dificuldade em colocar juntos um grande nmero de qubits – e transistores j so fabricados aos bilhes dentro de cada chip.

O experimento sugere que possvel construir esses processadores futursticos em chips de silcio de nvel industrial, usando os processos de fabricao existentes, em vez de adotar novos processos de fabricao de supercondutores, por exemplo, ou mesmo partculas exticas, como os frmions de Majorana.

“O desenvolvimento dos transistores levou 70 anos para chegar onde estamos hoje em computao e no podemos passar mais 70 anos tentando inventar novos processos de fabricao para construir computadores qunticos. Precisamos de milhes de qubits e de uma arquitetura ultra-escalvel para constru-los, e nossa descoberta nos d um projeto para abreviar nosso caminho para a produo de chips qunticos em escala industrial,” disse o professor John Morton.

Um nico eltron foi controlado dentro do transstor – e seu dado dura por interminveis nove segundos.
[Imagem: Ciriano-Tejel et al. – 10.1103/PRXQuantum.2.010353]

Qubit de vida longa

Os pesquisadores conseguiram isolar e medir o estado quntico de um nico eltron qubit em um transstor de silcio fabricado em uma pastilha tradicional de 300mm.

E, de forma um tanto surpreendente, o spin do eltron permaneceu estvel por um perodo de at nove segundos, o que quase uma eternidade para a estabilidade de um qubit.

“Esses longos tempos de vida indicam que a geometria de nanofio de silcio e os processos de fabricao empregados aqui mostram uma grande promessa para dispositivos qubit, enquanto o mtodo de leitura de spin demonstrado aqui adequado para uma variedade de arquiteturas escalonveis,” escreveu a equipe.

O prximo passo ser usar a tecnologia para criar uma matriz de qubits e us-los para realizar operaes de lgica quntica.

“Todo estudante de fsica aprende nos livros didticos que os eltrons se comportam como pequenos ms com propriedades qunticas estranhas, mas nada te prepara para a sensao de maravilhamento no laboratrio, sendo capaz de observar esse ‘giro’ de um nico eltron com seus prprios olhos, s vezes apontando para cima, s vezes para baixo. emocionante ser uma cientista tentando entender o mundo e, ao mesmo tempo, fazer parte do desenvolvimento dos computadores qunticos,” comemorou Tejel.

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