Processador quântico(2007)

   Em 2007, a empresa canadense D-Wave, afirmou ter construído o primeiro processador quântico.

Físicos de todo o mundo mostraram-se céticos com a alegação: o processador era interessante, mas todos duvidavam de que ele usasse fenômenos quânticos para funcionar.

Caixa preta quântica

Agora, pela primeira vez, a empresa decidiu publicar um artigo científico dando alguns detalhes sobre o funcionamento do seu processador e revelando o papel que a máquina quântica representa em seu funcionamento.

 Ao contrário de todas as pesquisas na área da computação quântica, que estimam que décadas de pesquisas ainda nos separam desses computadores futurísticos, o chip da D-Wave foi fabricado usando as técnicas tradicionais da microeletrônica, embora usando materiais supercondutores.

O processador possui 128 qubits supercondutores e 24.000 componentes conhecidos como junções Josephson, ou qubits de fase Josephson. Como todo material supercondutor, ele funciona sob temperaturas criogênicas.

Célula quântica

A célula, uma das 16 que formam o processador quântico, é formada por oito qubits supercondutores de fluxo e 1.500 junções Josephson.

Os pesquisadores tiraram uma série de fotografias do comportamento da célula conforme ela executava um cálculo e mostraram que, usando o alto grau de controle embutido no circuito integrado, os efeitos quânticos podem ser precisamente controlados como desejado por um programado para acelerar os cálculos.

Quem vai programar os computadores quânticos?

 

O processador usa “bobinas” de fio supercondutor como qubits. Quando uma corrente elétrica circula por essas bobinas, daí o nome de qubits de fluxo a energia é quantizada, assim como o campo magnético resultante.

Processador quântico 

Os dois níveis mais baixos de energia, os elétrons circulando no sentido horário ou anti-horário, podem ser usados para representar os 0s e 1s.

O campo magnético associado com a corrente elétrica que percorre o qubit de fluxo também é quantizado, apontando num ou noutro sentido conforme a direção da corrente. O sentido desse campo magnético pode ser alterado usando um campo magnético externo.

O grande desafio para a construção de um computador quântico é manter os qubits com seus valores, sem que os dados sejam corrompidos por influências externas.

Cálculo quântico

Para fazer os cálculos, o processador liga e desliga as interações entre os diversos qubits.

Com isto, o estado de baixa energia do sistema em situação de não-interação deve evoluir naturalmente para o estado de baixa energia do sistema em interação, a resposta do cálculo está codificada nas interações.

Os pesquisadores argumentam que os qubits de fato atingem seu menor estado de energia seguindo a mecânica quântica.

A evolução é consistente com a mecânica quântica, e não com a mecânica clássica