Tecnologia Científica

Físicos criam o primeiro qubit totalmente mecânico
Uma equipe de físicos da ETH Zürich construiu o primeiro qubit mecânico funcional. Em seu artigo publicado no periódico Science , o grupo descreve sua nova ideia para criar tal qubit e quão bem ele funcionou durante os testes.
Por Bob Yirka - 15/11/2024


O dispositivo consiste em um chip de safira com um qubit supercondutor (retângulos cinza, à esquerda) em cima de outro que atua como um oscilador mecânico (ponto cinza, à direita). Crédito: Uwe Von Luepke/ETH Zürich


Uma equipe de físicos da ETH Zürich construiu o primeiro qubit mecânico funcional. Em seu artigo publicado no periódico Science , o grupo descreve sua nova ideia para criar tal qubit e quão bem ele funcionou durante os testes.

Pesquisadores acreditam que computadores quânticos serão capazes de resolver muitos tipos de problemas que estão além da capacidade dos computadores clássicos. E embora muito progresso tenha sido feito, o objetivo ainda não foi totalmente alcançado. Um dos principais pontos de discórdia é o problema dos qubits virtuais, como aqueles feitos usando eletromagnéticos, que produzem erros que devem ser corrigidos. A equipe de pesquisa encontrou outra maneira de contornar o problema — usando qubits mecânicos.

Em vez de representar dados com apenas uns e zeros, os qubits são capazes de armazenar dados em uma superposição de ambos os estados. Para este novo estudo, os pesquisadores construíram o que eles descrevem como uma membrana semelhante a uma pele de tambor que pode conter informações como um estado estável, um estado vibratório ou um estado que é ambos ao mesmo tempo.

Observando que o problema real com qubits virtuais é sua curta duração (eles surgem e somem num piscar de olhos), os pesquisadores se voltaram para algo que duraria muito mais tempo — um disco piezoelétrico fixado a uma base de safira. Eles o usaram como um ressonador mecânico. Eles então anexaram um qubit feito de um material supercondutor fixado à sua própria base de safira, usando uma técnica especial de fabricação que eles desenvolveram.

Medição do número de fônons de interação ressonante. A, Sequência experimental para a medição do número de fônons de interação ressonante. B, Um exemplo de dados medidos e ajustados usando RPN. C, População de fônons ajustada para cada estado de Fock. Crédito: Science (2024). DOI: 10.1126/science.adr2464

O resultado foi um qubit com tempos de coerência baseados no tipo de supercondutor usado e que eram, em média, melhores do que qubits híbridos ou virtuais usados em outros sistemas.

A equipe planeja continuar seu trabalho, buscando melhorar os tempos de coerência usando diferentes materiais. Eles também estão buscando testar seus qubits com portas quânticas para ver o quão bem eles funcionam em um computador.


Mais informações: Yu Yang et al, A mechanical qubit, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adr2464

Informações do periódico: Science 

 

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