Cientistas portugueses e italianos desenvolvem nova técnica para certificar computadores quânticos

Uma equipa de cientistas portugueses e italianos desenvolveu uma nova técnica para  certificar propriedades quânticas em computadores fotónicos. O projeto nasceu de uma colaboração entre o INL (Laboratório Internacional Ibérico de Nanotecnologia), a Universidade Sapienza de Roma, o CNR-IFN (Consiglio Nazionale delle Richerche – Instituto di Fotonica e Nanotecnologie) e o Politécnico de Milão.

Em comunicado do INL é detalhado que “os circuitos óticos programáveis são uma das principais tecnologias na dianteira do processamento quântico de informação”.

A fotónica quântica integrada usa chips com dezenas, ou centenas, de componentes fotónicos. Os circuitos são usados para controlar estados quânticos em aplicações tecnológicas que envolvem deteção e processamento de informação com luz.

Aqui são usadas partículas de luz, isto é, fotões, com os sinais de informação a funcionam em comprimentos de onda visíveis ou próximos do infravermelho. O processamento de  informação codificada por luz está na base de aplicações em áreas como metrologia, criptografia e computação quântica.

À medida que a complexidade de dimensão dos dispositivos cresce, aumenta a necessidade de certificar os recursos quânticos que fornecem e mapear a sua utilização. Num artigo publicado na revista científica Science Advances, os investigadores mostram uma técnica para certificar as propriedades-chave destes dispositivos.

A certificação segue com uma metodologia desenvolvida pela equipa pelo professor Ernesto Galvão (INL). Para avaliar os componentes quânticos foi utilizado um circuito fotónico em vidro e totalmente programável, fabricado pela equipa do Dr. Roberto Osellame, diretor de Investigação no CNR-IFN.

Nas palavras de Taira Giordani, professora na Universidade Sapienza e membro do Quantum Lab, esta “é a primeira aplicação experimental desta técnica”, o que permite “quantificar recursos computacionais da mecânica quântica em dispositivos óticos”.

Ernesto Galvão acrescenta que “esta é uma abordagem robusta para certificar a vantagem quântica”, sobretudo em “tarefas de imageamento tais como aquela conhecida como interrogação quântica”. 

A investigação é apoiada pelo National Quantum Science and Technology Institute (NQSTI), contando com financiamento parcial dos projetos ERC Advanced Grant QU-BOSS e FoQaCiA (Horizon Europe), assim como da Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT).