Uma das compensações mais difíceis da computação quântica pode estar começando a se suavizar
As empresas de computação quântica há muito enfrentam uma escolha estrutural. Um grupo constrói qubits em sistemas eletrônicos que podem ser fabricados com técnicas de produção de chips, prometendo escala e repetibilidade. Outro depende de átomos ou fótons, que são mais difíceis de controlar, mas oferecem flexibilidade, inclusive a capacidade de mover qubits e conectá-los de maneiras mais adaptáveis.
A pesquisa destacada nesta semana aponta para um possível meio-termo. Segundo o trabalho relatado, cientistas mostraram que qubits de spin armazenados em pontos quânticos podem ser movidos de um ponto quântico para outro sem perder a informação quântica que carregam. Se essa capacidade puder ser desenvolvida mais, ela poderá trazer uma característica valiosa dos sistemas baseados em átomos e íons para uma plataforma que já é atraente pela fabricação em estilo semicondutor.
É por isso que o resultado importa. A computação quântica não é apenas uma corrida para criar qubits melhores um a um. É uma corrida para reunir grandes números de qubits utilizáveis em sistemas que possam suportar correção de erros e, eventualmente, computação prática. A conectividade é central para esse esforço, e a fiação fixa tem sido uma das principais restrições das plataformas de qubits eletrônicos.
Por que o movimento importa no hardware quântico
Em arquiteturas baseadas em átomos e íons, os qubits muitas vezes podem ser reposicionados ou ligados de outra forma com alto grau de flexibilidade. Isso significa que um qubit pode ser emaranhado com muitos outros conforme necessário, o que é útil ao implementar esquemas de correção de erros. Em contraste, qubits integrados em dispositivos eletrônicos convencionais normalmente ficam presos à geometria e à fiação definidas durante a fabricação. Suas conexões são em grande parte predeterminadas.
Essa rigidez cria um gargalo. Diferentes métodos de correção de erros se beneficiam de diferentes padrões de interação, e um sistema cuja conectividade é travada desde o início pode ser menos adaptável. A capacidade de mover qubits entre locais poderia mudar isso, permitindo padrões de interação mais dinâmicos dentro de um chip.
O trabalho relatado se concentra em pontos quânticos, estruturas minúsculas que confinam elétrons em espaços extremamente pequenos. Nesses sistemas, um qubit pode ser codificado no spin de um único elétron, que pode existir em um estado de cima, um estado de baixo ou em uma superposição de ambos. Como os pontos quânticos podem ser integrados a processos de fabricação de chips e empacotados de forma densa, eles são atraentes para a produção em larga escala.
