Nunca há muitos qubits: cientistas finlandeses desenvolveram elementos-chave para computadores quânticos escaláveis

Um grupo de cientistas da Finlândia surgiu com uma solução interessante para facilmente dimensionar computadores quânticos em qubits supercondutores. Eles foram capazes de transferir os principais elementos de controle de tais sistemas para dentro do criostato e ao mesmo tempo reduziram seu tamanho muitas vezes. A invenção tornará possível encaixar mais qubits no volume criogênico anterior e simplificará e reduzirá enormemente o custo de construção de um computador quântico.

Fonte da imagem: Aleksandr Kakinen

Na maioria das vezes, qubits supercondutores resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto são controlados usando radiação de microondas. A radiação permite alterar os estados quânticos dos qubits (programar o sistema) e ler seus estados – para obter o resultado do cálculo. Hoje, tudo isso é representado por sistemas de controle operando em temperatura ambiente e cabos para transmissão de sinais de alta frequência para o interior do criostato. É por isso que o pingente criostato com seus vários tubos de guia de ondas parece uma ilustração para uma peça Steampunk.

Os finlandeses foram capazes de criar uma fonte de radiação de alta frequência em miniatura, capaz de operar em temperaturas próximas do zero absoluto. Um elemento com cerca de 1 mm de tamanho pode ser colocado na vizinhança imediata de um qubit, que ele controla e lê seu estado. Isso abre caminho para a miniaturização da plataforma quântica e para seu dimensionamento.

Fonte da imagem: Aleksandr Kakinen

O trabalho no projeto foi publicado na publicação Nature Electronics. Uma pré-impressão do artigo está disponível em arXiv.org. Pesquisas futuras serão direcionadas à criação de circuitos de controle para fontes de microondas super-resfriadas. Na forma proposta, a fonte gera estritamente uma portadora com alta qualidade de sinal e, para controlar os qubits, o sinal deve ser convertido em uma forma de pulso. No entanto, para a criação de sensores quânticos ou geradores de relógio (relógios quânticos), a invenção dos cientistas finlandeses será uma dádiva de Deus em si mesma e poderá ser adotada imediatamente.