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May 24, 2023

Os EUA e o Reino Unido se unem para avançar na ciência da informação quântica

2 de junho de 2023 | Maxwell Bernstein Os Estados Unidos

2 de junho de 2023 | Maxwell Bernstein

Os Estados Unidos e o Reino Unido estão compartilhando conhecimentos e capacidades no florescente campo da ciência da informação quântica. Essa nova parceria entre os países levará a novos dispositivos quânticos, insights sobre seu desempenho, formas de aproveitar informações quânticas e descobertas em física fundamental.

A pesquisa será realizada no Superconducting Quantum Materials and Systems Center, hospedado pelo Fermi National Accelerator Laboratory do Departamento de Energia dos EUA, com o National Physical Laboratory do Reino Unido e Royal Holloway, da Universidade de Londres. Com as instituições adicionais, a colaboração do Centro SQMS totaliza agora 28 parceiros.

Da esquerda para a direita: Marius Hegedus, Tobias Lindstrom e Alexander Tzalenchuk do lado de fora da porta do Quantum Computing Lab-3 durante sua visita à sede do SQMS Center no campus do Fermilab. Foto: Centro SQMS

Essas novas adições ao SQMS Center estão enraizadas em metas para aumentar a cooperação no campo da ciência da informação quântica entre os governos dos EUA e do Reino Unido. Essas metas foram definidas em uma declaração conjunta de novembro de 2021 que enfatiza a importância de desenvolver um ecossistema de parceiros internacionais com valores compartilhados. A declaração também destaca o impacto da tecnologia quântica na segurança global da saúde, mudança climática e uso eficiente de recursos.

"Nossos novos parceiros no Reino Unido trazem técnicas de caracterização exclusivas que complementam os pontos fortes do SQMS Center", disse Anna Grassellino, diretora do SQMS Center. “Esta parceria avança a missão do centro de identificar e superar obstáculos fundamentais que interferem no desempenho do dispositivo quântico, ao mesmo tempo em que encontra maneiras de usar dispositivos quânticos para aproveitar informações quânticas e realizar experimentos físicos e de detecção”.

A ciência da informação quântica procura aproveitar o comportamento da mecânica quântica para processar informações de novas maneiras, desenvolver detectores ultrassensíveis e muito mais.

Nessas novas parcerias, os pesquisadores investigarão o seguinte: perdas de informações quânticas em dispositivos de computação quântica, novos sistemas baseados em tecnologias quânticas para procurar novas partículas, novos algoritmos quânticos e o desempenho e os limites fundamentais dos computadores quânticos.

“As áreas nas quais o Centro SQMS se concentra são a construção de qubits supercondutores de alta qualidade e a busca de maneiras pelas quais isso será dimensionado tanto para a computação quântica quanto para a física fundamental”, disse Sir Peter Knight, presidente do Programa Nacional de Tecnologias Quânticas do Reino Unido e consultor do Centro SQMS. membro do conselho.

Os cientistas usarão computadores quânticos para manipular qubits – o bloco básico de informação usado por computadores quânticos – para realizar cálculos que seriam praticamente impossíveis para computadores clássicos quando as máquinas estiverem totalmente realizadas.

“Os qubits supercondutores podem ser usados ​​como um mecanismo de computação quântica, mas igualmente na outra direção para a detecção de matéria escura”, disse Knight. "O Quantum tornou-se uma parte importante da aventura científica da qual todos desejam participar, e o SQMS será um farol para fazer as coisas. Os pesquisadores do NPL e do RHUL estão entusiasmados em se tornarem parceiros colaborativos do SQMS Center."

Os dispositivos quânticos precisam ser resfriados para evitar que as informações sejam obscurecidas ou perdidas pelo ruído produzido pelo calor. Tornar os dispositivos ultrafrios pode levar a um melhor desempenho do dispositivo e a novos insights sobre como os dispositivos quânticos se comportam e operam.

RHUL realiza pesquisas de ponta em quantum e hospeda o London Low Temperature Laboratory. Pesquisadores do RHUL têm experiência em resfriar dispositivos quânticos até a faixa de microkelvin, ou milionésimos de graus kelvin. Este regime de temperatura é muito mais frio do que onde os pesquisadores normalmente operam dispositivos, que estão na faixa de milikelvin ou milésimos de kelvin.

"O que meu grupo traz para a mesa é a experiência em física de baixa temperatura no regime microkelvin", disse John Saunders, professor do RHUL e membro do conselho consultivo do SQMS Center. "Nos últimos 10 anos, aproximadamente, trabalhamos no desenvolvimento de novas plataformas de baixa temperatura e no resfriamento de circuitos quânticos e materiais quânticos às temperaturas mais baixas possíveis. Estamos muito interessados ​​em resfriá-los a temperaturas ultrabaixas para veja como eles se comportam", disse Saunders.