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CheckMag | Lógica na velocidade da luz: o futuro fotônico da computação quântica

A computação quântica está entrando na luz - literalmente. Com os qubits fotônicos permitindo um processamento mais rápido e eficiente em temperatura ambiente, inovações como o computador quântico Aurora estão ampliando os limites do que é possível na computação. (Fonte da imagem: Xanadu)
A computação quântica está entrando na luz - literalmente. Com os qubits fotônicos permitindo um processamento mais rápido e eficiente em temperatura ambiente, inovações como o computador quântico Aurora estão ampliando os limites do que é poss
No reino da computação quântica, que evolui rapidamente, os sistemas fotônicos - aqueles que utilizam partículas de luz, ou fótons, para o processamento de dados - estão surgindo como uma fronteira promissora. Ao contrário dos computadores quânticos tradicionais, que dependem de qubits supercondutores que exigem ambientes ultrafrios, os computadores quânticos fotônicos operam com eficiência em temperatura ambiente, oferecendo uma alternativa escalável e eficiente em termos de energia

Um avanço notável nesse campo é o desenvolvimento do Aurora, o primeiro computador quântico fotônico modular do mundo capaz de operar em escala usando módulos interconectados. Desenvolvido pela Xanadu, uma empresa canadense de tecnologia quântica, o Aurora utiliza qubits fotônicos para processar dados, interconectados por meio de cabos de fibra óptica. Esse design modular não apenas facilita a escalabilidade, mas também se integra perfeitamente às infraestruturas de data center existentes, revolucionando potencialmente o cenário da computação quântica.


Uma matriz de 24 chips de fonte gera estados Gaussianos de dois modos, comprimidos e emaranhados, bombeados por um sistema de laser pulsado personalizado. Os detectores de PNR anunciam estados não gaussianos, que são processados por meio de chips de refinaria para formar pares de Bell emaranhados. Esses pares são costurados em um estado de cluster espaço-temporal por 5 chips QPU, criando um estado de recurso quântico totalmente conectado. (Fonte da imagem: Nature)
Uma matriz de 24 chips de fonte gera estados Gaussianos de dois modos, comprimidos e emaranhados, bombeados por um sistema de laser pulsado personalizado. Os detectores de PNR anunciam estados não gaussianos, que são processados por meio de chips de refinaria para formar pares de Bell emaranhados. Esses pares são costurados em um estado de cluster espaço-temporal por 5 chips QPU, criando um estado de recurso quântico totalmente conectado. (Fonte da imagem: Nature)

A arquitetura do Aurora aborda vários desafios de longa data na computação quântica, incluindo tolerância a falhas e correção de erros. Ao utilizar qubits baseados em luz, o Aurora contorna a necessidade de resfriamento extremo, um requisito em muitos sistemas quânticos tradicionais. Essa inovação abre caminho para centros de dados quânticos mais práticos e acessíveis, acelerando potencialmente os avanços em vários setores, como criptografia, ciência dos materiais e modelagem de sistemas complexos.

As implicações da computação quântica fotônica vão além da Aurora. Empresas como a PsiQuantum estão fazendo progressos na produção em massa de chips de computação quântica, com o objetivo de construir computadores quânticos comercialmente viáveis até 2027. Sua abordagem também aproveita a fotônica, utilizando partículas de luz para realizar cálculos quânticos, o que oferece vantagens como menor complexidade de resfriamento. Da mesma forma, startups como a Quantum Source estão explorando a computação quântica baseada em luz, com o objetivo de desenvolver sistemas mais eficientes e capazes de operar em temperatura ambiente.

Omega da PsiQuantum: um chipset fabricável para computação quântica fotônica (Fonte da imagem: PsiQuantum)
Omega da PsiQuantum: um chipset fabricável para computação quântica fotônica (Fonte da imagem: PsiQuantum)

A transição para a computação quântica fotônica representa uma mudança significativa em direção a tecnologias quânticas mais sustentáveis e dimensionáveis. À medida que a pesquisa e o desenvolvimento continuam, a integração de sistemas fotônicos pode levar a computadores quânticos que não são apenas mais eficientes, mas também mais ecológicos, alinhando-se com os esforços globais de sustentabilidade em tecnologia. A Ephos, uma startup italiana, recebeu um investimento de meio milhão de dólares da OTAN na esperança de alcançar exatamente esse resultado, com a ajuda de seus circuitos fotônicos integrados baseados em vidro.

Os circuitos fotônicos integrados à base de vidro da Ephos podem ajudar a reduzir o impacto ambiental da computação quântica (Fonte da imagem: Ephos)
Os circuitos fotônicos integrados à base de vidro da Ephos podem ajudar a reduzir o impacto ambiental da computação quântica (Fonte da imagem: Ephos)

Em resumo, o advento da computação quântica fotônica, exemplificado por inovações como a Aurora, marca um momento crucial na busca por tecnologias quânticas práticas e dimensionáveis. À medida que esses sistemas se tornam mais integrados às infraestruturas existentes, eles têm o potencial de revolucionar os setores e resolver problemas complexos que antes estavam fora do nosso alcance.

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Santiago Nino, 2025-03-23 (Update: 2025-03-23)