Protegendo um qubit frágil
Físicos da Universidade de Harvard descobriram que um fluxo constante de ondas sonoras pode proteger um bit quântico frágil, ou qubit, de seu próprio ambiente ruidoso. O método quase triplica o tempo que o qubit pode reter informações.
Qubits são as unidades básicas dos computadores quânticos. Eles são extremamente sensíveis a calor, vibração e campos eletromagnéticos dispersos. Qualquer perturbação pode apagar as informações que eles contêm. Proteger qubits do ruído é um dos problemas mais difíceis na computação quântica, e isso limitou o tamanho e a confiabilidade das máquinas quânticas por anos.
Como o som ajuda
A equipe de Harvard usou um fluxo contínuo de ondas acústicas, em efeito um escudo sonoro, ao redor do qubit. As ondas sonoras criam uma barreira protetora que bloqueia o ruído vindo do ambiente. A ideia se baseia em técnicas usadas na engenharia mecânica para amortecer vibrações em instrumentos sensíveis.
Os pesquisadores testaram a abordagem em um spin de vacância de silício em diamante, um tipo de qubit usado em muitos experimentos quânticos. Com o escudo sonoro ligado, o qubit manteve suas informações por quase três vezes mais tempo do que sem ele. A equipe descreveu o trabalho em um artigo divulgado este mês.
Um caminho para redes quânticas baseadas em som
O resultado abre uma rota para redes quânticas que usam som em vez de luz para conectar chips. Ondas sonoras viajam lentamente, o que pode ser útil para armazenar e processar informações quânticas em um chip. Isso importa para construir processadores maiores, onde qubits devem permanecer coerentes tempo suficiente para concluir cálculos complexos.
O trabalho também apoia sistemas quânticos híbridos que combinam diferentes tipos de qubits. Cada tipo de qubit tem pontos fortes e fracos. A proteção baseada em som poderia permitir que pesquisadores os misturassem sem perder estabilidade.
A equipe diz que a abordagem ainda está em estágio de laboratório. Mais trabalho é necessário para escalá-la para processadores quânticos maiores e testá-la com outros materiais de qubit. Ainda assim, a descoberta dá aos engenheiros quânticos uma nova ferramenta para um problema que tem desacelerado o campo por anos.