O Qubit de Fluxo de cânônio retém para 143 milissegundos 10x mais longo do que antes

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O Qubit de Fluxo de cânônio retém para 1,43 milissegundos
– 10x mais longo do que antes
 (da-
kuk/E+/Getty Images)
A tecnologia quântica supercondutora há muito promete superar a divisão entre os dispositivos
eletrônicos existentes e a delicada paisagem quântica além. Infelizmente, o progresso na estabilização
dos processos críticos estagnou na última década.
Agora, um passo significativo finalmente foi realizado, com pesquisadores da Universidade de Maryland
fazendo qubits supercondutores que duram 10 vezes mais do que antes.
O que torna os qubits tão úteis na computação é o fato de que suas propriedades quânticas se envolvem
de maneiras matematicamente úteis para fazer trabalhos curtos de certos algoritmos complexos,
levando momentos para resolver problemas selecionados que levariam outras décadas ou mais de
tecnologia.
Infelizmente, essas propriedades críticas não apenas se entrelaçam com outros qubits – elas podem se
misturar com qualquer coisa em seu ambiente, muitas vezes antes que suas informações preciosas
possam ser medidas.
Agora, os pesquisadores construíram o que é conhecido como um qubit de fluxo cédio que pode reter
informações por 1,43 milissegundos. Isso pode parecer um flash de tempo super curto, mas é uma
atualização de 10x no disco anterior.
Há mais de uma maneira de construir um qubit, e cada abordagem tem seus próprios apoiadores.
O fluxônio é um tipo de qubit baseado nas operações em junções importantes em um circuito
supercondutor.
Um grande benefício do uso de sistemas supercondutores para medir as propriedades quânticas dos
elétrons é que eles já são baseados em circuitos eletrônicos – algo que temos muita experiência
https://www.sciencealert.com/superconductivity
https://www.sciencealert.com/superconductivity
https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.9.041041
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produzindo.
Esta é uma das razões pelas quais os qubits de fluxonium são, em teoria, mais adequados para
sistemas maiores e erros limitantes. Mas até agora os tempos de coerência (hora para o qual os dados
podem ser registrados) foram muito pequenos para serem úteis.
Este último avanço coloca os qubits de fluxo de volta na execução com qubits transmon, que são o tipo
de qubit supercondutor atualmente favorecido por empresas como Google e IBM para seus
computadores quânticos.
“Notavelmente, mesmo na faixa de milissegundos, o tempo de coerência é limitado pela absorção do
material e pode ser melhorado com uma fabricação mais rigorosa”, escrevem os pesquisadores em seu
artigo publicado.
“Nossa demonstração pode ser útil para suprimir erros nos processadores quânticos da próxima
geração.”
Em outras palavras, os pesquisadores estão confiantes de que os qubits do fluxo-nium podem ir ainda
mais longe em termos de coerência e estabilidade. Isso será importante à medida que os cientistas
procuram ampliar seus sistemas de computação quântica usando uma variedade de métricas.
A chave para a melhoria aqui foram ajustes na frequência de operação e nos parâmetros do circuito, que
elevaram o tempo de relaxamento do qubit: o tempo em que ele está passando entre seus possíveis
estados, durante os quais os dados podem ser registrados.
Claramente, há muito terreno ainda para cobrir para preparar qubits para uso prático – na maioria das
vezes, eles ainda precisam de temperaturas ultrabaixas para operar, por exemplo – mas se estamos
avançando 10x com cada novo estudo, nosso futuro de computação quântica pode estar aqui mais
rápido do que pensamos.
“Muito trabalho ainda é necessário para construir processadores supercondutores em larga escala com
tempos de coerência de faixa de milissegundos, e nosso estudo de caso demonstra a viabilidade a curto
prazo desse objetivo”, escrevem os pesquisadores.
A pesquisa foi publicada na Physical Review Letters.
https://physics.aps.org/articles/v12/131
https://phys.org/news/2022-07-alternative-superconducting-qubit-high-quantum.html
https://www.sciencealert.com/ibm-thinks-it-ll-have-a-1-000-qubit-quantum-computer-running-within-three-years
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.267001
https://www.sciencealert.com/scientists-have-entangled-three-qubits-in-silicon-for-the-first-time
https://www.sciencealert.com/quantum-computers
https://physics.aps.org/articles/v16/s92
https://www.sciencealert.com/scientists-have-found-another-way-to-get-qubits-working-at-room-temperature
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.267001
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.267001