Criado um dissipador para processadores quânticos

Redação do Site Inovação Tecnológica -  16/05/2017

O refrigerador quântico é incorporado dentro do chip supercondutor - neste protótipo, várias unidades são incorporadas a dois osciladores quânticos paralelos. [Imagem: Aalto University / Kuan Yen Tan]

Resfriador quântico

"Estou trabalhando nessa engenhoca há cinco anos, e ela finalmente funcionou."

Foi assim que Kuan Yen Tan, da Universidade Aalto, na Finlândia, comemorou seu feito.

Ele construiu um dissipador para processadores quânticos, um circuito refrigerador adequado para funcionar junto aos processadores quânticos.

Vale mesmo a comemoração porque, mais do que resfriar os processadores, o refrigerador de Tan viabiliza o funcionamento dos processadores quânticos, uma vez que o calor induz erros nos qubits - se os qubits ficarem quentes demais, eles não podem ser inicializados porque ficam alternando velozmente entre estados diferentes.

O refrigerador em nanoescala resolve este problema, tendo sido projetado para funcionar diretamente junto aos qubits supercondutores, uma das plataformas mais avançadas rumo à viabilização da computação quântica.

Além disso, ainda que os refrigeradores quânticos já façam parte do arsenal dos laboratórios mais avançados há algum tempo, os segredos da termodinâmica em nível atômico ainda não estão totalmente desvendados.

Tunelamento

O circuito que contém os qubits supercondutores é resfriado utilizando o tunelamento dos elétrons que atravessam um isolador de dois nanômetros de espessura.

O truque está em dar aos elétrons uma energia insuficiente para o tunelamento direto. O elétron então vai buscar a energia que falta para que ele tunele do processador quântico, que então perde energia e resfria.

Os testes foram feitos em um ressonador quântico. Agora que atestaram que o conceito funciona, a equipe pretende incorporar o dissipador em um processador quântico real, além de tentar obter temperaturas cada vez mais baixas.

Bibliografia:

Quantum-circuit refrigerator
Kuan Yen Tan, Matti Partanen, Russell E. Lake, Joonas Govenius, Shumpei Masuda, Mikko Möttönen
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 15189
DOI: 10.1038/ncomms15189