Enquanto nos computadores convencionais as unidades de informação são dígitos binários ou bits, nos computadores quânticos
As informações sobre um qubit podem conter um certocaracterística dessa partícula (por exemplo, spin do elétron ou polarização do fóton), que pode ter dois estados. Embora os valores de bit normais sejam 0 ou 1, versões intermediárias desses valores também são possíveis no bit quântico. O estado intermediário é chamado de superposição. Esta propriedade dá aos computadores quânticos a capacidade de resolver problemas
Pesquisadores do Instituto de Física de TartuA universidade demonstrou que os microcristais sintetizados com base em matrizes de cristal óptico misto de fluoretos dopados com érbio, praseodímio e alguns outros íons de elementos de terras raras podem funcionar como qubits, fornecendo computação quântica óptica ultrarrápida.
“Ao escolher íons, seusestados eletrônicos com propriedades muito diferentes. Eles devem ter pelo menos dois estados nos quais a interação iônica seja muito fraca. Esses estados são adequados para operações lógicas quânticas básicas em bits quânticos individuais. Além disso, são necessários um estado ou estados nos quais a interação iônica seja forte – eles permitem que operações lógicas quânticas sejam realizadas em dois ou mais qubits. Todos esses estados devem ter tempos de vida longos (milis ou microssegundos), e as transições ópticas devem ser permitidas entre esses estados.”
Professor Vladimir Khizhnyakov, membro da Academia de Ciências da Estônia
Os cientistas dizem que a detecção de taisestados eletrônicos de íons de terras raras não eram considerados possíveis e, portanto, os cientistas não procuraram entre eles por tais estados adequados para qubits. Até agora, principalmente os estados de spin de núcleos atômicos foram estudados para o papel dos qubits. No entanto, sua frequência é um milhão de vezes menor do que a frequência dos bits quânticos. É por isso que os computadores quânticos também são construídos em torno desses qubits. E eles serão significativamente mais lentos do que computadores com bits quânticos baseados em estados eletrônicos.
O ciclo de trabalho ultrarrápido permite superarum dos principais obstáculos à criação de computadores quânticos. Qubits são muito sensíveis ao seu ambiente, portanto qualquer interferência do ambiente pode levar a erros na computação quântica.
“O tempo de coerência dos qubits, isto éA duração de um estado quântico puro é muito curta. Quanto mais rápido o ciclo de computação, menor a interferência do ambiente na operação dos qubits.”
Professor Vladimir Khizhnyakov, membro da Academia de Ciências da Estônia
Verificou-se que o método de queima espectralburacos, previamente desenvolvidos no Instituto de Física da Universidade de Tartu, podem ser usados para selecionar um conjunto de qubits em um microcristal que atua como uma instância de computador. Segundo Khizhnyakov, hoje esse é um dos métodos mais poderosos de espectroscopia óptica, que permite encontrar os íons em um microcristal que são mais adequados para uso como qubits de computador.
Embora antes de um computador quântico real de trabalhoAinda está muito longe, mas pesquisadores do Laboratório de Espectroscopia de Laser da Universidade de Tartu começaram a criar um protótipo piloto de um computador quântico baseado no novo método. Segundo os pesquisadores, eles estão às vésperas da apresentação dos trabalhos dos elementos básicos de um novo tipo de computador quântico.
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