Pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison, nos EUA, estão mais próximos da sonhada computação quântica: conseguiram ter controle sobre um delicado par de átomos em apenas sete milionésimos de segundos. Para o feito, utilizaram átomos neutros, criando um circuito conhecido como porta não-controlada (CNOT). Até então, cientistas tentavam manipular íons (partículas eletricamente carregadas) com alto grau de interatividade, o que impedia um controle maior do sistema.
A computação quântica é a nova aposta no processamento de informações, que poderia complementar a computação clássica. Embora tenha crescido em um ritmo vertiginoso, a computação tradicional é o resultado de um encolhimento de transistores e chips mais potentes. Esta tendência um dia acabará.
"Em algum momento chegaremos ao limite, em que um único transistor que compõe o circuito eletrônico será um átomo; nesta situação não poderemos prever como o transistor irá trabalhar com métodos clássicos", explica Mark Saffman. "Para isso, precisamos usar a física que descreve os átomos, a mecânica quântica".
Ao lado do professor Thad Walker, Saffman conseguiu usar átomos neutros para criar o que é conhecido como porta não-controlada (CNOT), um tipo básico de circuito que será um elemento necessário de qualquer computador quântico. Como descrito na edição de 08 de janeiro do jornal Physical Review Letters, o trabalho é a primeira demonstração de uma porta quântica entre dois átomos sem carga.
A utilização de átomos neutros, em vez de íons carregados ou outros materiais, dá um tom diferente em relação aos trabalhos anteriores. "O padrão atual em computação quântica experimental foi definido por íons presos; as pessoas podem agora executar pequenos programas com até oito íons presos", diz Saffman.
No entanto, para ser útil na computação, o sistema deve conter bits quânticos suficientes para executar programas de longo prazo e manipulação de cálculos mais complexos. Um sistema baseado em íons apresenta desafios, já que são altamente interativos com outros e o próprio ambiente, sendo difícil controlá-los.
"Os átomos neutros oferecem uma vantagem de que, no estado fundamental, não interagem, de forma que você pode colocar mais deles em uma pequena região, sem que eles se relacionem e sem causar problemas", aponta Saffman. "Este é mais um passo rumo à criação de sistemas maiores".
A equipe usou uma combinação de laser, frio extremo (uma fração de grau acima do zero absoluto) e um poderoso vácuo para imobilizar dois átomos de rubídio nesta "armadilha óptica". Os pesquisadores utilizaram um laser para excitar os átomos a um alto estado de energia, criando a porta quântica CNOT entre os dois átomos, alcançando também uma propriedade chamada emaranhamento em que o estado dos dois átomos é de tal forma interligada que a medição de um fornece informação do outro.
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