Pesquisadores do RIKEN Center for Quantum Computing, em parceria com a Toshiba, alcançaram um avanço significativo na computação quântica ao atingir uma fidelidade de 99,98% em gates quânticos.
Utilizando um acoplador double-transmon (DTC), a equipe conseguiu aprimorar a precisão e a confiabilidade das operações de computação quânticas. Este resultado reforça o desenvolvimento de sistemas tolerantes a falhas, um marco essencial para o futuro da computação quântica.
O DTC, uma tecnologia inovadora, utiliza dois transmons de frequência fixa conectados por um loop com uma junção Josephson adicional. Essa configuração minimiza as interações indesejadas entre qubits, conhecidas como interação ZZ, que costumam causar erros em gates de dois qubits.
Além disso, o DTC permite que qubits com frequências diferentes operem de forma sincronizada, garantindo maior eficiência e precisão.
Essa abordagem resultou em uma fidelidade de 99,92% para gates de dois qubits e impressionantes 99,98% para gates de um qubit. Esses números estão entre os mais altos já registrados na área, demonstrando o impacto da nova tecnologia na redução de erros e no aumento da confiabilidade.
Computação quântica: correção de erros mais eficiente
Um dos principais desafios da computação quântica é lidar com erros inevitáveis que surgem durante as operações. Para superar essa barreira, os pesquisadores utilizaram aprendizado por reforço, um tipo de aprendizado de máquina que otimizou o desempenho do DTC.
Essa técnica permitiu equilibrar erros residuais, como vazamento e decoerência, ajustando o comprimento do gate para 48 nanossegundos.
Com essa solução, o sistema não apenas demonstrou altos níveis de fidelidade, mas também estabeleceu um novo padrão para a correção de erros quânticos. Essa eficiência coloca a tecnologia mais próxima da criação de computadores quânticos escaláveis e confiáveis.
Yasunobu Nakamura, diretor do RIKEN Center, destacou que essas melhorias são fundamentais para sistemas tolerantes a falhas. Ele enfatizou a versatilidade do DTC, capaz de operar com diferentes arquiteturas quânticas.
Nakamura também afirmou que a equipe busca reduzir ainda mais o comprimento dos gates, o que pode minimizar erros incoerentes e melhorar a escalabilidade dos processadores quânticos.
