Programação em um chip quântico de silício
Computação quântica é o mais promissor para o avanço de processos de computação, como inteligência artificial, previsão climática e muito mais. Até agora, porém, a computação quântica está na sua infância, com muita investigação, mas poucas aplicações na vida real. Todas as grandes empresas de tecnologia estão trabalhando no avanço da computação quântica e, como uma das líderes, Intel espera usar “spin qubits” para ajudar a introduzir a tecnologia no mainstream.
Na sua forma mais básica, um bit quântico (qubit) é semelhante ao bit binário usado na computação tradicional. Na computação quântica, a informação é indicada pela polarização de um fóton. Na computação padrão, os bits estão sempre em um de dois estados, zero ou um. Com a computação quântica, entretanto, os qubits podem estar em vários estados simultaneamente. Sem se aprofundar muito nos detalhes, esse fenômeno teoricamente permite que um computador quântico execute um grande número de cálculos em paralelo e executar muito mais rápido do que os computadores tradicionais em determinados tarefas.
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Embora a maior parte da indústria, incluindo a Intel, esteja trabalhando em um tipo específico de qubit, conhecido como qubits supercondutores, a Intel está procurando em uma estrutura alternativa conhecida como “qubits de spin”. Embora os qubits supercondutores sejam baseados em circuitos eletrônicos supercondutores, como o o nome indica, spin qubits funcionam em silício e, de acordo com a Intel, superam algumas das barreiras que têm mantido a computação quântica voltar.
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Esta abordagem alternativa aproveita a forma como os elétrons individuais giram em um dispositivo de silício e esse movimento é controlado através do uso de pulsos de micro-ondas. À medida que um elétron gira para cima, um valor binário de 1 é gerado, e quando o elétron gira para baixo, um valor binário de 0 é gerado. Porque esses elétrons também podem existir em um estado de “superposição”, onde podem agir essencialmente como se estivessem ambos para cima e inativos ao mesmo tempo, eles permitem o processamento paralelo que pode gerar mais dados do que um processamento tradicional computador.
Os qubits spin apresentam uma série de vantagens sobre a tecnologia qubit supercondutora que impulsiona a maioria das pesquisas contemporâneas em computação quântica. Qubits são coisas frágeis, facilmente quebradas por ruído ou mesmo por observação não intencional, e a natureza de qubits supercondutores significam que requerem estruturas físicas maiores e devem ser mantidos em temperaturas muito frias. temperaturas.
Porém, por serem baseados em silício, os qubits de spin são menores em tamanho físico e pode-se esperar que permaneçam juntos por longos períodos de tempo. Eles também podem funcionar em temperaturas muito mais altas e, portanto, não exigem o mesmo nível de complexidade no projeto do sistema. E, claro, a Intel tem uma tremenda experiência no projeto e fabricação de dispositivos de silício.
Como toda a computação quântica, a tecnologia spin qubit está em seus estágios iniciais. Se a Intel conseguir resolver os problemas, no entanto, os qubits de spin poderão ajudar a trazer a computação quântica para aplicações comerciais reais muito mais cedo do que o previsto atualmente. A empresa já planeja usar suas instalações de fabricação existentes para criar “muitos wafers por semana” de chips de teste spin qubit e deve iniciar a produção nos próximos meses.
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