Os elementos centrais de um novo tipo de computador quântico são átomos magnéticos da classe dos chamados
A caminho dos computadores quânticos iniciaisO requisito é criar os chamados bits quânticos ou qubits – bits de memória que, diferentemente dos bits clássicos, podem assumir não apenas os valores binários de zero e um, mas também qualquer combinação arbitrária.
“Isso torna possível um tipo completamente novo de computação e processamento de dados, o que para aplicações específicas significa uma enorme aceleração no poder computacional.”
O investigador do PSI Manuel Grimm.
Os físicos descrevem como os bits lógicos e fundamentaisas operações computacionais com eles podem ser implementadas em um sólido magnético: os qubits estarão localizados em átomos individuais da classe dos elementos de terras raras, construídos na estrutura cristalina do material principal.
Com base nas leis da física quântica, os pesquisadorescalculou que o spin nuclear de átomos de terras raras seria adequado para uso como portador de informação, ou seja, qubits. Eles também sugerem que pulsos de laser direcionados poderiam transmitir informações instantaneamente aos elétrons de um átomo e, assim, ativar qubits, fazendo com que suas informações se tornassem visíveis para os átomos circundantes.
Dois desses qubits ativados interagemuns com os outros e, portanto, podem ser “enredados”. O emaranhamento é uma propriedade especial dos sistemas quânticos de várias partículas ou qubits, o que é importante para os computadores quânticos: o resultado da medição de um qubit depende diretamente dos resultados da medição de outros qubits e vice-versa.
Os pesquisadores demonstram como esses qubits podemser usado para criar portas lógicas, principalmente portas de controle com um valor "NÃO" (portas CNOT). As portas lógicas são os blocos de construção básicos que os computadores clássicos também usam para realizar cálculos. Se você combinar um número suficiente de tais portas CNOT, bem como um número suficiente de portas de um qubit, qualquer operação computacional concebível se torna possível. Assim, eles formam a espinha dorsal dos computadores quânticos.
Esta não é a primeira vez que os cientistas propõemusar portas lógicas quânticas. No entanto, este método de ativar e emaranhar qubits tem uma vantagem decisiva sobre as propostas comparáveis anteriores: é pelo menos dez vezes mais rápido.
Outra vantagem não é apenasa velocidade com que um computador quântico baseado neste conceito pode realizar cálculos e, acima de tudo, diz respeito à suscetibilidade do sistema a erros.
Qubits não são muito estáveis.Se os processos de emaranhamento forem muito lentos, há uma grande probabilidade de que alguns dos qubits percam suas informações nesse meio tempo. Na verdade, os pesquisadores de PSI descobriram uma maneira de construir um computador quântico não apenas pelo menos dez vezes mais rápido do que sistemas comparáveis, mas também menos sujeito a erros no mesmo fator.
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