Novo método permite leitura não destrutiva de informações quânticas

Um dos principais desafios da computação quântica é obter informações de um qubit, ou bit quântico, sem alterar seu estado. Diferentemente de um bit convencional, que pode ser lido repetidamente sem modificar seu conteúdo, a medição direta de um sistema quântico geralmente causa sua destruição antes de poder ser determinada.

A nova pesquisa, publicada na revista Physical Review B, sugere um caminho para contornar esse problema usando uma propriedade única de um tipo específico de qubit chamado 'qubit Andreev'. Este qubit produz uma corrente elétrica superconduzora oscilante através de suas próprias dinâmicas quânticas, servindo como indicador macrosscópico do seu estado, permitindo sua reconstrução de forma virtualmente não destrutiva.

O estudo foi liderado por José Carlos Egues, professor da Universidade de São Paulo (USP), e Yugui Yao, da Universidade Tecnológica de Pequim, China. De acordo com os autores, essa técnica poderia eliminar a necessidade de ancillas, qubits auxiliares usados atualmente para leitura não destrutiva de informações quânticas.

Os qubits são as unidades fundamentais de informação em computadores quânticos. Enquanto um bit convencional pode ser apenas 0 ou 1, um qubit pode existir em várias superposições desses dois estados, conferindo ao computador quântico algumas das suas características mais poderosas, mas também tornando a informação extremamente vulnerável às interações com o ambiente e ao próprio processo de medição.

‘Nas formulações convencionais da mecânica quântica, uma medição projetiva faz com que o sistema adote um dos estados associados à quantidade medida. Portanto, se um qubit foi preparado em uma superposição de 0 e 1, sua medição direta tende a destruir essa superposição e, consequentemente, a informação que ela contém’, explica Egues.