Os australianos criarão um acelerador quântico para PCs desktop que se parecerá com uma placa de vídeo

A jovem empresa australiana Quantum Brilliance anunciou planos para lançar um acelerador de computação quântica de 50 qubit em um formato de placa de vídeo até 2025. O bloco quântico poderá operar em temperatura ambiente sem refrigeração criogênica e outros sistemas de proteção especiais em um rack de servidor, em um PC e, no futuro, em tecnologia móvel.

Fonte da imagem: Quantum Brilliance

O desenvolvimento original do Quantum Brilliance é baseado em uma série de estudos realizados pelos fundadores da empresa na Australian National University, onde desenvolveram métodos para a produção, dimensionamento e controle de qubits embutidos em diamante sintético. Em 2019, pesquisadores deixaram a universidade e formaram a Quantum Brilliance para comercializar as descobertas.

A empresa possui atualmente uma unidade de computação quântica com apenas 5 qubits. Mas esta unidade não é maior do que um computador de prateleira para um rack de servidor padrão e não requer vácuo, proteção magnética e resfriamento a temperaturas ultrabaixas para operar. Em outras palavras, o Quantum Brilliance é extremamente fácil de manter e pode ser colocado literalmente em qualquer lugar. Por exemplo, a empresa iria instalar seus racks no centro de desenvolvimento quântico CSIRO da universidade australiana. Até o momento, a quarentena impediu a conclusão das obras, mas elas serão concluídas antes do final do primeiro trimestre de 2022.

Fonte da imagem: Quantum Brilliance

O próximo objetivo do Quantum Brilliance será criar um acelerador quântico de 50 qubit no formato de uma placa de vídeo, para que possa ser instalado até em um PC, sem falar no layout de rack. De acordo com o roteiro da empresa, é muito provável que esse acelerador seja apresentado em 2025. Afirma que a empresa possui todas as tecnologias necessárias para implementar este projeto. Além disso, em dez anos, poderá ser concretizado o conceito de processador quântico em um chip, que irá transferir a tecnologia para a categoria dos móveis.

Em que estão apostando os australianos? O processador quântico Quantum Brilliance usa o conhecido fenômeno do centro de vacância de nitrogênio no diamante. Este é um defeito artificial na estrutura do cristal, quando um átomo de carbono é removido da estrutura cristalina de um diamante e um átomo de nitrogênio é colocado em seu lugar (vazio). Depois disso, várias coisas úteis podem ser feitas com o átomo de nitrogênio, e ele responderá individualmente aos efeitos. Por exemplo, mude a orientação do spin ou mude outras propriedades quânticas.

A coisa mais útil sobre essa substituição é que o átomo de nitrogênio (seu núcleo) não reage tão fortemente ao meio ambiente quanto o elétron. É muito mais difícil quebrar a coerência de um átomo quando é usado como um qubit. Os desenvolvedores afirmam que tais qubits são estáveis ​​em milissegundos, enquanto o tempo de coerência dos elétrons como qubits é mil vezes menor.

Fonte da imagem: Quantum Brilliance

Outra característica importante dos qubits na forma de centros NV na rede do diamante é considerada uma ampla gama de efeitos possíveis sobre eles. Isso pode ser luz (fótons), um campo eletromagnético, radiação de radiofrequência e algumas outras influências. Combinar várias opções para controlar e ler qubits será um fator adicional para aumentar o desempenho de um computador quântico.

Antes mesmo do surgimento dos algoritmos quânticos para tais sistemas, o computador pode ser usado como um emulador dos processos de interação entre átomos da matéria. Isso poderia ajudar no desenvolvimento de novos medicamentos, novos materiais para baterias e, em geral, impulsionar a ciência dos materiais em todas as formas possíveis. Se esses aceleradores aparecerem como adaptadores para PCs, isso mudará muito, senão tudo.