Fujitsu Limited e o instituto de pesquisa QuTech, vinculado à Universidade Tecnológica de Delft, na Holanda, fizeram um anúncio que pode transformar o futuro da computação quântica. Pela primeira vez, as duas instituições conseguiram demonstrar um conjunto completo de portas quânticas universais para cúbits de spin em diamante, alcançando uma probabilidade de erro inferior a 0,1%.
Esse feito, publicado na revista Physical Review Applied em 21 de março de 2025, foi possível graças ao uso de diamantes de alta pureza com uma concentração reduzida do isótopo carbono-13, minimizando as interferências do ambiente. Os pesquisadores criaram um sistema estável de dois cúbits, formado por um spin eletrônico e um spin nuclear de nitrogênio em um centro vacante de nitrogênio, um tipo de defeito atômico que pode ser explorado na computação quântica.
Por meio de técnicas avançadas de medição e mitigação do ruído ambiental, a equipe obteve fidelidade superior a 99,9% tanto em operações de uma porta quântica quanto em portas de dois cúbits dentro do conjunto universal. Este nível de precisão é crucial para que as operações quânticas possam corrigir erros de forma autônoma e confiável, o que torna cada vez mais viável o desenvolvimento de computadores quânticos totalmente funcionais.
Rumo à escalabilidade da computação quântica
Fujitsu e QuTech não pretendem parar por aqui. O próximo passo será escalar o sistema, aumentando o número de cúbits gerenciáveis e desenvolvendo tecnologias ópticas avançadas para a interconexão entre cúbits eletrônicos localizados em diferentes lugares. Ambas as entidades também estão trabalhando na criação de chips quânticos ópticos e circuitos de controle que funcionem a temperaturas ultrabaixas, utilizando a tecnologia cryo-CMOS, que permite o funcionamento de semicondutores integrados em condições criogênicas.
Esse avanço coloca Fujitsu e QuTech na vanguarda da pesquisa quântica, especialmente na utilização de cúbits de spin em diamante, uma tecnologia promissora devido à sua estabilidade e resistência ao ruído. A colaboração reforça a necessidade de desenvolver uma infraestrutura escalável, ampliando a capacidade de processamento quântico no futuro próximo.
Caminho para a computação quântica prática
A computação quântica tem sido, até o momento, dominada por tecnologias experimentais com precisão e escalabilidade limitadas. A obtenção de portas quânticas com erros inferiores a 0,1% representa um ponto de inflexão, pois permite a implementação de algoritmos quânticos complexos sem que erros acumulativos comprometam os resultados.
Fujitsu e QuTech continuarão a cooperar de forma estreita para acelerar a integração dessas tecnologias, com o objetivo de alcançar uma computação quântica prática, robusta e tolerante a falhas. Essa linha de pesquisa poderá abrir portas para avanços significativos em áreas como criptografia, simulação de materiais e otimização de processos industriais em larga escala.
Com essa conquista, a computação quântica baseada em diamantes dá um importante passo rumo à sua aplicação real, demonstrando que o futuro da tecnologia quântica depende da inovação conjunta e da busca incessante por precisão e estabilidade.
