Pesquisadores vinculam defeitos à perda de coerência de qubits

A ciência da informação quântica entrou em sua segunda fase, permitindo computações e tecnologias de detecção mais complexas do que era possível anteriormente. Esta nova era exige avanços na ciência dos materiais, pois as limitações agora derivam menos do design do dispositivo e cada vez mais de propriedades de materiais mal definidas em múltiplas plataformas, incluindo circuitos supercondutores e materiais bidimensionais. Computadores quânticos mais potentes são agora limitados não pelo design, mas por imperfeições nos materiais constituintes; este ‘problema de estrutura-coerência’ afeta vários tipos de hardware, incluindo circuitos supercondutores e materiais bidimensionais.

Essas limitações surgem de superfícies, interfaces e defeitos em escala atômica mal compreendidos que degradam o desempenho em todas as plataformas de estado sólido. Abordar essas questões fundamentais de materiais é essencial para criar processadores quânticos maiores e mais confiáveis, capazes de exceder as capacidades atuais. As imperfeições dos materiais limitam cada vez mais os avanços no hardware de computação quântica, enquanto anteriormente, as limitações de design eram o principal obstáculo.

Esta mudança marca a ‘Evolução Quântica 2.0’, onde a construção de processadores multi-qubit escaláveis exige uma compreensão mais profunda dos defeitos em escala atômica em plataformas de estado sólido, como circuitos supercondutores e materiais bidimensionais, camadas extremamente finas empilhadas como blocos de LEGO. Um desafio fundamental é a decoerência, uma perda gradual de clareza do sinal semelhante ao aumento da interferência estática em um rádio, impactando o desempenho em todos os sistemas.