Armadilha de íons usada para confinar dois íons de berílio em um microchip de ouro
Y. Colomb/Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia/Biblioteca de Fotografias Científicas
Para tornar alguns computadores quânticos maiores e mais poderosos, pode ser necessária a impressão 3D.
Embora atualmente não haja consenso sobre um único design ideal para computadores quânticos, os pesquisadores concordam que os computadores quânticos precisarão ser maiores para serem claramente úteis. Para aqueles que usam íons como qubits ou qubits, um componente chave é chamado de “armadilha de íons”. Hartmut Hofner e colegas da Universidade da Califórnia, Berkeley, desenvolveram uma técnica de impressão 3D para armadilhas de íons em miniatura. Isso poderia permitir que muitas armadilhas de íons fossem facilmente combinadas em um grande computador.
O propósito de uma armadilha de íons é exatamente o que seu nome sugere. Ajuda a controlar estados quânticos com campos eletromagnéticos, o que é um pré-requisito para confinar íons no local e realizar cálculos usando-os.
Na versão dos pesquisadores, eles imprimiram em 3D uma armadilha com apenas algumas centenas de mícrons de diâmetro. Em extensos testes de laboratório, estes superaram os designs convencionais. Ele captura íons com até 10 vezes mais eficiência e reduz o tempo de espera entre a ativação do purgador e o momento em que os íons estão disponíveis, disse Hefner. “Você pode aumentar o número de qubits em ordens de magnitude, aumentando a velocidade”, diz ele.
membros da equipe estrela do amanhecer de verão Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, dizem que a impressão 3D é ideal para o problema em questão porque pode produzir objetos pequenos e complexos com menos restrições do que métodos semelhantes à fabricação de chips. Isso significa que os pesquisadores podem acompanhar o sucesso de pequenas armadilhas de íons com designs mais inovadores e inovadores. membros da equipe Su Shu QiPesquisadores, também da Universidade da Califórnia, em Berkeley, dizem que alguns já estão em desenvolvimento. “A impressão 3D nos permite repensar as coisas em grande escala”, diz Xia.
Os métodos atualmente usados para fabricar armadilhas de íons “sofrem de complexidade, limitações inerentes e, em alguns casos, baixos rendimentos, altos custos e baixa reprodutibilidade. Parece que, em última análise, os esquemas de impressão 3D podem superar todos esses problemas… o que é um pré-requisito fundamental para a computação quântica escalável usando íons presos”, diz ele. Ulrich Possinger na Universidade Johannes Gutenberg em Mainz, Alemanha.
Xia disse que a equipe agora quer integrar componentes ópticos, como pequenos lasers necessários para a computação quântica, no design impresso em 3D. Hefner acrescentou que suas pequenas armadilhas poderiam ajudar a redesenhar os espectrômetros de massa, uma ferramenta onipresente na química.
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