Aqui está o primeiro processador quântico em silício: um passo para a comercialização
Um passo muito importante para o desenvolvimento de computadores quânticos pode ser o dado por alguns cientistas australianos, que conseguiram criar o primeiro processador quântico em sílica ou. Foram 9 anos de muito trabalho e esforço.
"Esta é a descoberta mais emocionante da minha carreira", disse a autora sênior e física quântica Michelle Simmons, fundadora da Silicon Quantum Computing e diretora do Centro de Excelência para Computação Quântica e Tecnologia de Comunicação da UNSW.
Uma descoberta sensacional para o primeiro processador quântico de silício
A descoberta sensacional foi publicada na Nature. Simmons e sua equipe criaram o que é essencialmente um processador quântico funcional , mas também o testaram com sucesso ao modelar uma pequena molécula na qual cada átomo possui vários estados quânticos, algo que um computador tradicional lutaria para alcançar.
Isso sugere que agora estamos um passo mais perto do uso final do poder de processamento quântico para entender mais sobre o mundo ao nosso redor, mesmo em menor escala.
“Na década de 1950, Richard Feynman disse que nunca entenderemos como o mundo funciona, como a natureza funciona, a menos que possamos realmente começar a fazê-lo na mesma escala. Se pudermos começar a entender os materiais nesse nível, podemos projetar coisas que nunca foram feitas antes. A questão é, como você realmente controla a natureza nesse nível?"
Para ter sucesso nessa façanha na computação quântica , os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura em um vácuo ultra-alto para posicionar pontos quânticos com precisão subnanométrica. A colocação de cada ponto quântico tinha que ser correta para que o circuito pudesse imitar a maneira como os elétrons saltam ao longo de uma série de carbonos com ligações simples e duplas em uma molécula de poliacetileno.
As partes complicadas eram descobrir: exatamente quantos átomos de fósforo deveriam existir em cada ponto quântico; exatamente a que distância cada ponto deve estar; e, em seguida, projetar uma máquina que possa colocar os pequenos pontos exatamente no arranjo correto dentro do chip de silício.
Se os pontos quânticos forem muito grandes, a interação entre dois pontos se torna muito grande para ser controlada de forma independente, dizem os pesquisadores. Se os pontos forem muito pequenos, a aleatoriedade é introduzida porque cada átomo de fósforo adicional pode alterar substancialmente a quantidade de energia necessária para adicionar outro elétron ao ponto.
O chip quântico final continha 10 pontos quânticos , cada um composto por um pequeno número de átomos de fósforo. As ligações duplas de carbono foram "simuladas" colocando menos distância entre os pontos quânticos do que as ligações simples de carbono. O poliacetileno foi escolhido porque é um modelo bem conhecido e, portanto, poderia ser usado para demonstrar que o computador estava simulando corretamente o movimento dos elétrons através da molécula.
Os computadores quânticos são necessários porque os computadores clássicos não podem modelar grandes moléculas; eles são simplesmente muito complexos. Por exemplo, para criar uma simulação da molécula da penicilina com 41 átomos, um computador clássico precisaria de 10 ^ 86 transistores , ou "mais transistores do que átomos no universo observável". Um computador quântico, por outro lado, exigiria apenas um processador com 286 qubits (o equivalente a bits no campo quântico).
Simmons diz que a transição do transistor quântico para o circuito em apenas nove anos está imitando o roteiro estabelecido pelos inventores dos computadores clássicos . O primeiro transistor de computador clássico foi criado em 1947. O primeiro circuito integrado foi construído em 1958. Essas duas invenções tiveram uma diferença de 11 anos. A equipe de Simmons deu o salto dois anos antes do previsto.
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