Recorde de memória quântica é detonado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/11/2013

Um estado quântico tipicamente marcado pela fragilidade sobreviveu 39 minutos, uma verdadeira "eternidade" pelos padrões da física de partículas.[Imagem: Stef Simmons/CC BY]

Superposição

Construir computadores quânticos que funcionem a temperatura ambiente é uma possibilidade real.

Um estado quântico tipicamente marcado pela fragilidade sobreviveu uma verdadeira "eternidade" pelos padrões da física de partículas.

O estado de superposição bateu um recorde ao se manter estável por 39 minutos.

Mais do que isso, o experimento ocorreu a temperatura ambiente.

É o fenômeno da superposição que permite que os bits dos computadores quânticos - ou qubits - armazenem 0s e 1s ao mesmo tempo, o que lhes dá a possibilidade executar vários cálculos simultaneamente.

Kamyar Saeedi e seus colegas gravaram as informações no núcleo de átomos de fósforo introduzidos em pastilhas de silício.

No experimento, a equipe elevou gradualmente a temperatura do sistema, saindo de -269 °C até chegar a 25 °C. A sobreposição sobreviveu a esta temperatura por 39 minutos.

O recorde anterior para a sobrevivência da superposição a temperatura ambiente era de dois segundos. Em temperaturas criogênicas, o recorde era de 25 segundos.

Recorde quântico

O recorde foi possível porque os cientistas desconfiaram que os elétrons ao redor dos átomos usados como qubits gerariam um ruído que seria responsável pela quebra da superposição.

Eles então removeram um elétron de cada átomo de fósforo disparando um laser sobre eles.

Deu certo.

A equipe conseguiu inclusive manipular os qubits conforme a temperatura aumentava, e os dados gravados permaneceram intactos conforme o sistema era "recongelado" - a técnica óptica usada para ler esses qubits somente funciona a temperaturas muito baixas, próximas do zero absoluto.

"Contar com qubits tão robustos e de duração tão longa será muito útil para qualquer um que queira construir um computador quântico," disse Stephanie Simmons, membro da equipe internacional que colaborou no experimento.

De fato, o experimento mostrou que pode ser possível armazenar as informações quânticas em seus múltiplos estados simultâneos a temperatura ambiente.

Há muito trabalho pela frente antes que seja possível realizar cálculos quânticos em larga escala utilizando esse tipo de sistema de qubits atômicos. [Imagem: Stef Simmons/CC BY]

Desafios quânticos

Contudo, há muito trabalho pela frente antes que seja possível realizar cálculos quânticos em larga escala utilizando esse tipo de sistema de qubits atômicos.

Os spins nucleares dos 10 bilhões ou mais de íons de fósforo utilizados neste experimento foram todos colocados no mesmo estado quântico.

Para executar cálculos, os físicos terão que desenvolver formas de colocar cada valor em seu qubit e depois fazer com que uns falem com os outros de forma seletiva.

Além disso, eles usaram uma amostra altamente purificada de silício, livre de qualquer isótopo magnético que pudesse interferir com o spin dos núcleos dos átomos de fósforo.

Bibliografia:

Room-Temperature Quantum Bit Storage Exceeding 39 Minutes Using Ionized Donors in Silicon-28
Kamyar Saeedi, Stephanie Simmons, Jeff Z. Salvail, Phillip Dluhy, Helge Riemann, Nikolai V. Abrosimov, Peter Becker, Hans-Joachim Pohl, John J. L. Morton, Mike L. W. Thewalt
Science
Vol.: 342 no. 6160 pp. 830-833
DOI: 10.1126/science.1239584