Radiação causa erros em cálculos de computadores quânticos, dizem cientistas

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Um novo estudo realizado por pesquisadores do MIT e do Pacific Northwest National Laboratory descobriu que a radiação, incluindo raios cósmicos, está causando erros nos cálculos dos computadores quânticos, resolvendo um mistério de décadas sobre a origem desses problemas – conhecido como envenenamento de quasipartículas.

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Os resultados determinaram que a radiação ambiental – incluindo partículas beta, raios gama e raios X – separa os elétrons ligados, que então interrompem os qubits – bit quântico. A computação quântica deriva seu poder de qubits, unidades básicas de informação que conseguem armazenar dois estados ao mesmo tempo. O principal desafio para alcançar a computação quântica prática é melhorar a coerência – ou o período que um qubit pode manter seu estado quântico.

A equipe descobriu que sem intervenção, a radiação cósmica e ambiental por si só limitaria a vida útil de um qubit a alguns milissegundos. Hoje, o bit quântico dura menos de um milésimo de milissegundo, então resolver o problema da radiação é crucial para um dia alcançar a computação quântica prática.

Testes do estudo

Para mitigar esses efeitos, os autores do artigo propõem e testam uma solução para a radiação na forma de um escudo de chumbo, que é comumente usado em física nuclear e de partículas.

Eles fizeram um escudo de chumbo com 10 cm de espessura e o colocaram ao redor de um criostato que mantém os qubits em baixa temperatura, descobrindo que isso acabou com os efeitos da radiação.

De acordo com Brent VanDevender, físico nuclear do Pacific Northwest National Laboratory, implementar a mudança foi simples, mas foi muito desafiador medir seu efeito. “Construir a pilha de tijolos foi fácil, mas fazer a medição real que demonstrou como os tijolos realmente tiveram algum efeito foi um sinal muito sutil”, disse.

Isso porque, como já dito, os qubits só conseguem se manter em estado quântico por microssegundos, então medir qualquer mudança em sua longevidade exige um grande esforço.

O objetivo agora é o de determinar como cada forma de radiação afeta a formação de quasipartículas, embora o grupo suponha que cada tipo terá seu efeito único. A descoberta atual não só pode ajudar os computadores quânticos a se tornarem melhores, mas também mudam algumas das ideias conhecidas sobre o assunto.

Via: Vice