Uma equipe de pesquisadores da Universidade Yale, nos Estados Unidos, criou o primeiro processador quântico rudimentar, chegando mais perto do sonho de construir um computador quântico super-veloz. Também foi criado um chip supercondutor de qubit – como os bits quânticos são chamados. O chip processou algoritmos básicos, mostrando pela primeira vez a eficiência do uso quântico para o processamento de informações.
“Nosso processador pode fazer apenas algumas tarefas quânticas simples, que já foram demonstradas anteriormente com núcleos, átomos e fótons”, afirma Robert Schoelkopf, professor de física aplicada e física da Yale. “Mas essa é a primeira vez em que foi possível em um aparelho totalmente eletrônico, que parece muito com um microprocessador normal”, diz Schoelkopf.
Trabalhando com Steven Girvin, Schoelkopf produziu dois átomos artificiais – os qubits. Cada um deles é feito de um bilhão de átomos de alumínio, e se comporta como um átomo único, que pode ocupar dois estados energéticos. Eles estados são análogos ao “1” e “0” ou “ligado” e “desligado”, comportamentos dos bits usados em computadores convencionais. Devido às leis da mecânica quântica, os cientistas podem colocar os qubits em uma “super posição”, o que significa que eles podem estar em vários estados ao mesmo tempo, permitindo uma maior capacidade de processamento e armazenamento de dados.
Para entender a capacidade do processador quântico, pense assim: se você tivesse quatro números de telefone em mãos, e um deles pertence a um amigo – sem você saber qual deles. Dependendo da sua sorte, você teria que tentar duas ou três vezes antes de descobrir qual é o número correto. O processador quântico poderia processar todos ao mesmo tempo e descobrir na primeira tentativa. “É como fazer uma ligação que testa os quatro números simultaneamente, mas só chama o número certo”, afirma Schoelkopf.
Este tipo de computação, embora simples, ainda não foi possibilitada com o uso dos qubits atuais, pois eles não duram tempo suficiente para isso. Enquanto os qubits de uma década atrás mantinham seu estado quântico por um nanosegundo, os que foram utilizados na experiência se mantêm por um microssegundo, que é suficiente para processar algoritmos simples. Para fazer as operações, eles utilizam um “barramento quântico”, constituído de fótons que transmitem a informações através de fios que conectam os qubits.
Leonardo DiCarlo, que participou do estudo, afirma que o processador de dois qubits foi possibilitado pela capacidade dos bits quânticos de mudar de estado “ligado” e “desligado” abruptamente, trocando informações rapidamente e quando os pesquisadores quisessem. O próximo passo para o processador será aumentar o tempo que os qubits mantêm os estados quânticos, para que possam lidar com algoritmos mais complexos. Os pesquisadores também pretendem conectar mais qubits ao “barramento quântico”, pois o poder de processamento deles aumenta exponencialmente cada vez que um bit quântico é adicionado, de acordo com Schoelkopf.
Embora os pesquisadores se mostrem animados com a possibilidade, ele lembra que ainda pode levar um tempo até que os computadores passem a ser usados para processar informações complexas. “Ainda estamos longe de construir um computador quântico na prática, mas isso foi um grande passo para isso”, complementa Schoelkopf. [Science Daily]