Os computadores quânticos acabaram de elevar a fasquia: uma equipa de físicos conseguiu montar um conjunto com 6.100 qubits, o maior do género até agora e muito acima dos cerca de mil qubits que os sistemas anteriores reuniam.
O trabalho é de cientistas do California Institute of Technology, que usaram átomos de césio como qubits e os mantiveram no lugar com um sistema complexo de lasers, funcionando como pinças ópticas para os deixar o mais estáveis possível.
Os qubits distinguem-se dos bits clássicos dos computadores tradicionais por explorarem o que se chama superposição: em vez de estarem apenas num estado binário de 1 ou 0, ficam distribuídos por probabilidades que permitem algoritmos capazes de resolver problemas considerados fora do alcance da computação convencional.
Para que os algoritmos quânticos se tornem realmente práticos, vão ser precisos muitos qubits. Uma das razões para estas matrizes tão grandes é a correção de erros, que ajuda a compensar a fragilidade inerente do qubit, criando uma margem extra para confirmar se a máquina está a funcionar como deve ser.
"Este é um momento entusiasmante para a computação quântica com átomos neutros", diz o físico Manuel Endres. "Agora conseguimos ver um caminho para computadores quânticos grandes e com correção de erros. Os blocos de construção já estão no lugar."
Não houve um único avanço decisivo a permitir este salto no número de qubits, mas sim uma سلسلة de melhorias de engenharia em várias áreas-chave - desde as pinças laser até à câmara de vácuo de ultra-alto vácuo, com pressão muito baixa.
A estabilidade também tem sido um problema nos sistemas de computação quântica. As inovações desta nova matriz mantiveram os qubits em estado de superposição durante quase 13 segundos - quase dez vezes mais do que as configurações anteriores tinham conseguido.
Além disso, qubits individuais puderam ser manipulados com 99,98% de precisão, marcando um nível importante na programabilidade da tecnologia quântica.
"Escala grande, com mais átomos, costuma ser vista como algo que prejudica a precisão, mas os nossos resultados mostram que conseguimos as duas coisas", diz o físico Gyohei Nomura.
"Os qubits não servem de muito sem qualidade. Agora temos quantidade e qualidade."
Para que os computadores quânticos se tornem uma alternativa prática aos supercomputadores modernos, serão necessários mais qubits e níveis ainda maiores de estabilidade. Os especialistas estão a atacar o problema a partir de vários ângulos, razão pela qual recordes em certos tipos de computador quântico não se aplicam necessariamente a outros.
A seguir, os investigadores têm de trabalhar na exploração do emaranhamento, que permitirá ao sistema dar o salto de guardar informação para a processar de facto. Não muito longe no futuro, poderemos usar estes computadores para descobrir novos materiais, matéria e leis fundamentais da física.
"É entusiasmante estarmos a criar máquinas para nos ajudarem a compreender o Universo de formas que só a mecânica quântica consegue ensinar", diz a física Hannah Manetsch.
O estudo foi publicado na Nature.
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