Os qubits de silício são menos populares do que os qubits supercondutores e de armadilha de íons, para os quais muitos algoritmos foram criados com implementação mais ou menos bem-sucedida de correção de erros. No entanto, é provável que haja um avanço no campo dos processadores quânticos de silício – eles são muito mais fáceis de produzir na base tecnológica existente. Outra coisa é que os algoritmos de correção baseados em qubits de silício estão longe de ser perfeitos.
Persianas de alumínio (magenta e verde) sob um microscópio eletrônico. Fonte da imagem: RIKEN
Um avanço no desenvolvimento de soluções para correção de erros bem-sucedida em qubits de spin de silício foi relatado por cientistas japoneses do Riken Center for Emergent Matter Science. Há um ano, a equipe do centro criou um circuito de silício de três qubits, com o qual eles mostraram a capacidade de entrelaçar todos os três qubits. Os pesquisadores foram além e apresentaram um circuito lógico de três qubits totalmente controlado com base nesse desenvolvimento.
Os cientistas apresentaram um tipo de elemento lógico quântico – um chip semicondutor na forma de um portão quântico do tipo Toffoli de três entradas com três saídas (um portão NOT com controle duplo). Em artigo publicado na revista Nature, os cientistas comprovaram que o esquema proposto é totalmente controlável e capaz de corrigir erros no processo de cálculo. Segundo os autores, este é o maior circuito quântico de silício com correção de erros do mundo. Anteriormente, a Intel podia se gabar do trabalho de processadores de silício quântico de dois qubits, que executavam condicionalmente quaisquer algoritmos e corrigiam erros.
Implementação em três qubits de silício de uma porta tipo Toffoli. Fonte da imagem: Natureza
De acordo com Seigo Tarucha, líder da equipe de pesquisa, “nosso próximo passo será dimensionar o sistema, para o qual seria bom colaborar com grupos da indústria de semicondutores capazes de produzir dispositivos quânticos baseados em silício em larga escala”.