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Os cientistas deram um passo importante no desenvolvimento de computadores avançados o suficiente para simular fenômenos naturais complexos no nível quântico. Embora esses tipos de simulações sejam muito complicados ou totalmente impossíveis para os computadores clássicos, os sistemas de computação quântica baseados em fotônica podem fornecer uma solução.
Uma equipe de pesquisadores da Hajim School of Engineering & Applied Sciences da Universidade de Rochester desenvolveu um novo sistema de simulação quântica óptica em escala de chip que pode ajudar a tornar esse sistema viável. A equipe, liderada por Qiang Lin, professor de engenharia elétrica e de computação e óptica, publicou suas descobertas em Fotônica da Natureza.
A equipe de Lin executou as simulações em um espaço sintético que imita o mundo físico, controlando a frequência, ou cor, dos fótons emaranhados quânticos conforme o tempo passa. Essa abordagem difere dos métodos tradicionais de computação baseados em fotônica, nos quais os caminhos dos fótons são controlados e também reduz drasticamente a pegada física e os requisitos de recursos.
“Pela primeira vez, conseguimos produzir um cristal sintético correlacionado quântico”, diz Lin. “Nossa abordagem amplia significativamente as dimensões do espaço sintético, permitindo-nos realizar simulações de vários fenômenos em escala quântica, como caminhadas aleatórias de fótons quânticos emaranhados.”
Os pesquisadores dizem que esse sistema pode servir de base para simulações mais complexas no futuro.
“Embora os sistemas simulados sejam bem compreendidos, esse experimento de prova de princípio demonstra o poder dessa nova abordagem para escalar para simulações e tarefas de computação mais complexas, algo que estamos muito animados para investigar no futuro”, disse Usman Javid ’23 PhD (óptica), o principal autor do estudo.
Outros coautores do grupo de Lin incluem Raymond Lopez-Rios, Jingwei Ling, Austin Graf e Jeremy Staffa.
O projeto foi apoiado com financiamento da National Science Foundation, do Escritório Conjunto de Ciência e Tecnologia da Agência de Redução de Ameaças de Defesa para Defesa Química e Biológica e da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa.
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