A supremacia quântica é impossível sem maior escala ou, mais simplesmente, aumentando o número de qubits para centenas e milhares de peças. Isso complica muito o problema já mal resolvido de corrigir erros em cálculos quânticos. Inicialmente, são necessários qubits de alta precisão para que, à medida que a profundidade de bits aumente, os erros não saiam do controle. E esses qubits foram propostos por cientistas da Austrália e dos EUA.
Visualização de um sistema de 3 qubits. Fonte da imagem: Tony Melov / UNSW
É importante que os pesquisadores tenham criado e testado qubits semicondutores a partir de íons de fósforo implantados em silício para execução dos algoritmos mais simples. Este método de introdução de átomos de impureza na camada superficial de pastilhas de silício é amplamente utilizado na produção de semicondutores. Isso significa que a possibilidade de produzir um processador quântico usando tais qubits é real e relativamente fácil de implementar na prática.
Experimentos com qubits feitos de íons de fósforo, nos quais o spin do núcleo atômico determinava o estado dos qubits, mostraram a precisão dos cálculos (fidelidade ou precisão de coincidência com operações ideais sem erros) no nível de 99,95% para 1 -qubit e 99,37% para operações de 2 qubit. Ao mesmo tempo, o próprio processador quântico de semicondutor experimental é feito de 3 qubits, mas o dimensionamento será uma tarefa relativamente simples, garantem os cientistas.
Alcançar uma taxa de erro inferior a 1% é um marco importante para simplificar a correção de erros quânticos. A líder de pesquisa Andrea Morello, da Universidade de Nova Gales do Sul, está confiante de que, uma vez que esse objetivo seja alcançado, “podemos começar a projetar processadores quânticos de silício que escalam e funcionam de maneira confiável para computação útil”. O trabalho foi publicado em 19 de janeiro na revista Nature.