522: Cientistas preservam informação quântica durante mais de cinco segundos

CIÊNCIA/FÍSICA QUÂNTICA

D-Wave Systems, Inc. / Wikimedia

Uma equipa de cientistas do Laboratório Nacional de Argonne, nos Estados Unidos, conseguiu ler a informação num qubit e manter o estado quântico intacto durante mais de cinco segundos.

“É raro ter informação quântica preservada nestas escalas de tempo humanas”, disse David Awschalom, cientista do Laboratório Nacional de Argonne e director do centro de investigação quântica Q-NEXT, em comunicado citado pelo Europa Press.

Cinco segundos é tempo suficiente para enviar um sinal à velocidade da luz para a Lua e voltar. Isso é poderoso se se estiver a pensar em transmitir informação de um qubit através da luz. Essa luz continuará a reflectir correctamente o estado do qubit mesmo depois de ter circulado a Terra quase 40 vezes, abrindo caminho para criar uma Internet quântica distribuída”, acrescentou o investigador.

Os qubits usados pelos cientistas são feitos de um material de fácil utilização chamado carboneto de silício, que se encontra em lâmpadas, veículos eléctricos e dispositivos electrónicos de alta voltagem.

Ao criar um sistema qubit que pode ser fabricado com dispositivos electrónicos comuns, os investigadores esperam abrir um novo caminho para a inovação quântica utilizando uma tecnologia escalável e rentável. O artigo científico foi recentemente publicado na Science Advances.

O primeiro desafio – bem conseguido – foi facilitar a leitura dos qubits de carboneto de silício.

Cada computador precisa de uma forma de ler a informação codificada nos seus bits. Para os semicondutores, o método típico de leitura é abordar os qubits com lasers e medir a luz emitida de volta. No entanto, este procedimento é um desafio porque requer a detecção muito eficiente dos fotões.

Em vez desta abordagem, os físicos utilizaram pulsos de laser cuidadosamente concebidos para adicionar um único electrão ao seu qubit, dependendo do seu estado quântico inicial, seja zero ou um. O qubit foi então lido da mesma forma que antes, com um laser.

“A luz emitida reflete a ausência ou presença do electrão e com quase 10.000 vezes mais sinal”, disse Elena Glen, co-autora do estudo. “Ao convertermos o nosso frágil estado quântico em cargas electrónicas estáveis, podemos medir o nosso estado muito, muito mais facilmente. Com este sinal aumentado, podemos obter uma resposta fiável cada vez que verificamos em que estado se encontra o qubit.”

Este tipo de medição é chamado de “leitura única” e, com ela, “podemos desbloquear muitas tecnologias quânticas úteis”.

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7 Fevereiro, 2022


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