Uma equipe de pesquisa de uma empresa australiana de computação quântica em silício projetou e fabricou com sucesso um novo processador de bits quânticos baseado em átomos de silício e fósforo, alcançando a interconexão de alta fidelidade de 11 qubits. Esta pesquisa, publicada na revista Nature, oferece um caminho tecnológico promissor para a construção de computadores quânticos escaláveis ​​e práticos.

O processador, denominado "plataforma 14|15", baseia-se na implantação precisa de átomos de fósforo em silício-28 isotopicamente purificado, formando dois registros de spin multicore. Um registro contém quatro átomos de fósforo e o outro, cinco. Cada registro compartilha o spin de um elétron, e os dois registros são conectados por meio de interações de troca de elétrons, formando um sistema de interconexão de 11 qubits. Os pesquisadores explicaram seu princípio de controle da seguinte forma: "Usamos diferentes frequências de 'ressonância' para alterar o spin de elétrons ou núcleos atômicos, controlando assim esses 11 qubits por meio do gerenciamento de múltiplos conjuntos de frequências de micro-ondas."

As principais vantagens deste projeto são sua escalabilidade e alta fidelidade. A equipe de pesquisa afirmou que este é o maior processador atômico baseado em silício do seu tipo até o momento, e é a primeira vez que uma porta lógica de dois qubits com fidelidade de 99,9% entre qubits de silício foi alcançada. Ao expandir o número de qubits, os parâmetros físicos do sistema foram mantidos ou até mesmo aprimorados, superando a degradação de desempenho frequentemente associada à miniaturização tecnológica anterior. As medições mostram que a fidelidade de emaranhamento dos qubits dentro do sistema varia de 87,0% a 99,5%.

A equipe acredita que esta pesquisa marca um passo crucial na transição de dispositivos experimentais para máquinas quânticas práticas e modulares. Os pesquisadores declararam em seu artigo: "Nossa pesquisa marca um marco no caminho de dispositivos quânticos experimentais para máquinas práticas, modulares e escaláveis, demonstrando que sistemas quânticos confiáveis ​​em larga escala podem ser construídos usando dispositivos de silício projetados atomicamente." Esta tecnologia estabelece as bases para o futuro desenvolvimento de processadores de qubits poderosos capazes de resolver problemas práticos.