Teletransporte entre computadores quânticos realizado pela primeira vez

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A computação quântica parece bem distante da nossa realidade. Mas a verdade é que os avanços nessa área são cada vez mais importantes para o nosso presente e futuro. Em um exemplo disso, cientistas do Departamento de Física da Universidade de Oxford demonstraram a primeira instância de computação quântica distribuída.

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Usando uma interface de rede fotônica, eles conectaram com sucesso dois processadores quânticos separados para formar um único computador quântico totalmente conectado, abrindo caminho para enfrentar desafios computacionais antes fora de alcance.

A primeira vantagem do teletransporte é que ele resolve um problema do tamanho dos computadores quânticos. Cada vez mais precisamos de maior capacidade de processamento, mas isso exige máquinas cada vez maiores, a um ponto em que se torna impossível aumentar mais.

Nesse novo modelo, pequenos dispositivos quânticos são conectados, permitindo que as computações sejam distribuídas pela rede. Em teoria, não há limite para o número de processadores que podem estar na rede.

De acordo com a Universidade de Oxford, “a arquitetura escalável é baseada em módulos que contêm apenas um pequeno número de qubits de íons presos (portadores de informação quântica em escala atômica). Eles são conectados usando fibras ópticas e usam luz (fótons) em vez de sinais elétricos para transmitir dados entre eles”.

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São esses links fotônicos que permitem o emanharamento e qubits em módulos separados, criando o teletransporte quântico. “Ao interconectar os módulos usando links fotônicos, nosso sistema ganha flexibilidade valiosa, permitindo que os módulos sejam atualizados ou trocados sem interromper toda a arquitetura”, explica Dougal Main, do departamento de física da Universidade de Oxford.

Dougal Main e Beth Nichol trabalhando no computador quântico distribuído. Crédito da imagem: John Cairns.

Internet quântica com teletransporte? O próximo passo

De acordo com a instituição, embora o teletransporte quântico de estados tenha sido alcançado anteriormente, este estudo é a primeira demonstração de teletransporte quântico de portas lógicas (os componentes mínimos de um algoritmo) através de um link de rede.

Isso pode ser o começo de uma futura internet quântica, que conecta processadores distantes para uma mesma operação.

Demonstrações anteriores de teletransporte quântico se concentraram na transferência de estados quânticos entre sistemas fisicamente separados. Em nosso estudo, usamos o teletransporte quântico para criar interações entre esses sistemas distantes
Dougal Main, do departamento de física da Universidade de Oxford

“Ao adaptar cuidadosamente essas interações, podemos executar portas quânticas lógicas – as operações fundamentais da computação quântica – entre qubits alojados em computadores quânticos separados. Essa inovação nos permite efetivamente ‘conectar’ processadores quânticos distintos em um único computador quântico totalmente conectado”, completou ainda.

A pesquisa foi publicada na Nature.