Pesquisadores da Harvard usam ondas sonoras para proteger qubits
Pesquisadores da Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) desenvolveram uma técnica inovadora para proteger qubits, utilizando vibrações mecânicas, que são ondas sonoras em escala quântica. Essa abordagem pode contribuir para a miniaturização de redes quânticas e a redução de interferências entre componentes.
Desafios das tecnologias quânticas
As tecnologias quânticas enfrentam desafios significativos, especialmente a sensibilidade dos qubits a perturbações externas. Essa vulnerabilidade pode comprometer a integridade da informação quântica, tornando a proteção dos qubits uma prioridade para o avanço da computação quântica.
Avanços na proteção de qubits
A equipe liderada por Marko Lončar utilizou um spin eletrônico associado a uma impureza atômica em diamante como memória quântica estacionária. As partículas vibracionais, conhecidas como fônons, transportam informações quânticas entre esses nós de memória, semelhante ao transporte de dados por meio de redes ópticas.
Mecanismos de memória quântica
Os pesquisadores introduziram o conceito de ‘proteção de coerência totalmente mecânica’. Em vez de usar pulsos de micro-ondas, a equipe acionou continuamente um spin de vacância de silício em diamante com fônons, transferindo-o para um estado protegido conhecido como qubit ‘vestido’.
Resultados e implicações da pesquisa
Os resultados mostraram que a técnica aumentou o tempo de coerência do spin de vacância de silício em aproximadamente três vezes. Além disso, a frequência de Rabi alcançada foi de 800 megahertz, permitindo controle rápido do spin. Essa combinação de maior coerência e operação rápida pode facilitar a implementação de portas quânticas de alta fidelidade mediadas por fônons, aproximando as redes quânticas compactas de sua aplicação prática.
A pesquisa foi publicada na revista Nature Physics e pode ser acessada através do DOI: 10.1038/s41567-026-03369-2. O estudo recebeu apoio federal dos Estados Unidos, incluindo a National Science Foundation e o Air Force Office of Scientific Research.
