As pesquisas na computação quântica mal esquentaram e temos um novo e promissor passo na área. Não sabemos quem inventou, mas graças às pesquisas feitas dos nossos amigos da terra dos skavurskas!, está sendo desenvolvida uma nova forma de utilização de um outro tipo de armazenamento de informação que irá exponenciar o processamento: o Qudit. Antes de falarmos sobre ele, vamos fazer uma breve revisão de bit e qubit, temas que abordamos em vários dos nossos posts.
O bit é a menor unidade de armazenamento de informação no computador clássico que permite dois possíveis estados: 1 ou 0. Para a computação quântica, temos o nosso querido e famoso qubit, que através da propriedade da superposição, permite que os estados 1 e 0 existam ao mesmo tempo nele aumentando a capacidade de processamento exponencialmente (
qubits).
Voltando a pesquisa dos nossos miguxos skavurskas!, em 2016 eles desenvolveram um método para utilizar os multiniveis dos qudits para armazenar as informações e computá-las, ao invés de trabalhar na estabilidade de um monte de qubits.
Dito isso, o que vem a ser esse tal de qudit? É um sistema d-dimensional de estados quânticos que pode assumir N estados ao mesmo tempo. É isso mesmo que você leu, meu caro leitor. São N estados superpostos. E o que quer dizer isso? Bom, vamos lá. Um qubit pode assumir 2 estados ao mesmo tempo. Um qutrit pode assumir 3, um quaquart 4 e assim por diante. Ou seja, esses estados adicionais permitem que uma menor quantidade de qudits realizem o mesmo trabalho que uma determinada quantidade de qubit o faz (cá entre nós… segundo os caras da KGB, um único qudit com 5 níveis é capaz de realizar uma computação quântica completa *0*).
Representação gráfica e a matriz de um quaquart
Sabemos que ele pode ser representado na esfera daquele cara que tem como grande inimigo o esqueleto: o Riemann!
Riemann e sua esfera. Perai esse é o He-man. Desculpe nossa falha técnica… =P.
Não conseguimos uma figura para ilustrar a esfera de Riemann de um qudit (snif… snif..), apenas uma representação algébrica que ao menos por agora não iremos abordar. Mas, nem tudo está perdido. Achamos um experimento realizado pelo Instituto Nacional de Pesquisa Científica (National Institute of Scientific Research – INRS) no Canadá, que foi recentemente publicado na revista Nature de junho/2017 utilizando o qudit que iremos descrever rapidamente aqui. O método utilizado nessa pesquisa foi o de mistura de quatro ondas espontâneas (Spontaneous Four-Wave Mixing – SFWM) num micro anel ressonador não linear. Nele um pulso laser é filtrado para excitar o micro anel ressonador adequadamente e gerar fótons simétricos em superposição de múltiplas frequências. Os fótons são processados e manipulados nos filtros programados e no modulador, onde o resultado gerado é detectado por dois fótons contadores.
Ilustração da medição do qudit da pesquisa
Bom, se acharam que os qubits iriam acelerar o mundo da computação, os qudits parecem chegar com a promessa de exponencializar o exponencializado e roubar os holofotes dos qubits. Ao que tudo indica, é mais fácil controlar os diversos níveis dos qudits do que uma grande quantidade de qubits. Até a próxima.
Fontes:
https://mipt.ru/english/news/physicists_find_a_way_of_bundling_together_multiple_elements_of_a_quantum_computer
https://www.bbvaopenmind.com/en/towards-the-quantum-computer-qubits-and-qudits/
https://spectrum.ieee.org/tech-talk/computing/hardware/qudits-the-real-future-of-quantum-computing
https://www.nature.com/articles/nature22986.epdf?referrer_access_token=m2Cde8lf2Zh2R9vqdRitfdRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0PJityhJkSWpq1THf-VSsArUhH5B2sAknySsan793cm3_eBBo9MOlyHeYxjGaqZnurhzcH7meLV3MMg5Q5-D4vlMlU-NCaRIE4XBnNREmU0z1WU8YYGcro3-m56ZnOv-djeJfdioz8743j4LAE5I8vkMm6oc8W8_hmdFSbxIjbVWNw4YvBWh0_Ct8hYflCuOY38KpBEFFTmoncxMDjN8a7vpt_r52ScoN43wj4CEhpr7A%3D%3D&tracking_referrer=spectrum.ieee.org
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