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Pulando a escada da computação quântica sem derramar o copo d'água em nossas mãos

Pulando a escada da computação quântica sem derramar o copo d'água em nossas mãos

Pesquisadores da Aalto University, uma instituição altamente conceituada na Finlândia, estão se aproximando cada vez mais dos computadores quânticos, de acordo com um artigo publicado recentemente em um jornal.

A física quântica, o reino das investigações subatômicas, pode parecer muito distante de nossa realidade, algo que afeta apenas alguns cientistas que falam em equações, mas a verdade é que está se aproximando de nossa vida cotidiana.

Centros de pesquisa como o do Departamento de Física Aplicada da Universidade de Aalto estão trabalhando na implementação da estrutura teórica para tornar a tecnologia de computação mais rápida. Os computadores quânticos podem funcionar em uma velocidade extremamente mais rápida, resultando em economia de tempo ao trabalhar em cálculos complexos.

Criação de computadores quânticos

A engenharia subatômica requer controle sobre um conjunto de circunstâncias especiais. A equipe liderada pelo conferencista Sorin Paraoanu projetou um chip transmon, que, quando resfriado logo abaixo do zero absoluto, começa a se comportar como um átomo entrando no reino quântico. O grupo se concentrou no salto entre os níveis de energia do transmon, os valores definidos de energia que o transmon pode ter.

Para controlar os níveis de energia, os cientistas costumam usar radiação de microondas, o transmon então absorve a energia do microondas e salta para o próximo nível de energia. A especificidade desta pesquisa é fazer com que o nível de energia do transmon salte mais de um nível.

Antes desta investigação, alterar o nível de energia em mais de um, mudando mais de um, exigia um ajuste lento e muito preciso do microondas. Para que isso aconteça mais rápido, a equipe introduziu uma segunda radiação de microondas, graças à qual eles são capazes de fazer o transmon pular mais de um nível de energia ao mesmo tempo em que controlam a manobra.

Absorver dois fótons de duas microondas ao mesmo tempo aumenta em muito o nível de energia do átomo, de modo que fica próximo do chamado limite de velocidade quântica, a velocidade máxima estimada para o salto entre os níveis de energia.

Fácil de imaginar. Fácil de entender?

A fim de tornar este processo extremamente complicado de transferência de energia de alta velocidade fácil de entender, o Dr. Sergei Dunlin, um dos autores do artigo traduz em uma metáfora para EurekAlert.com: 'Para obter um sistema quântico útil, você precisa imaginar subir uma escada segurando um copo d'água, funciona se você fizer isso suavemente - mas se você fizer isso rápido demais, a água será derramada. Certamente, isso requer uma habilidade especial. ' Esta não é a primeira tentativa de estudiosos da Aalto para descrever suas apaixonadas aventuras na arena do subatômico:

Computadores quânticos de verdade?

Os computadores quânticos são dispositivos únicos capazes de executar cálculos avançados mais rapidamente do que seus equivalentes tradicionais, permitindo que os bits sejam zero e um ao mesmo tempo, uma vez que a física quântica permite a superposição (elétrons ocupando vários estados ao mesmo tempo). Portanto, em vez de processar operações sequencialmente, os computadores quânticos podem fazer isso simultaneamente.

E sim, eles são reais: a IBM apresentou o primeiro sistema de computação quântica integrado para uso comercial no início deste ano. Além de aumentar a velocidade dos cálculos, a implementação do trabalho dos cientistas mudará a forma como pensamos sobre o carregamento de carros elétricos.


Assista o vídeo: O que é computação quântica? CT Responde (Novembro 2021).