Pesquisadores que trabalham na terceira geração do computador quântico supercondutor Origin Wukong na China anunciaram no início de setembro a criação de um sistema de roteamento quântico coerente, projetado para memória de acesso aleatório quântica estilo 'cesto' (bucket-style quantum random-access memory).
Em hardware real na cidade de Hefei, um roteador quântico alcançou uma eficiência de transmissão de informação de cerca de 98%, e uma rede em cascata de dois níveis demonstrou uma eficiência de aproximadamente 93%. Em testes de acesso aleatório, a precisão média (fidelity) para um roteador foi de 94,8%, e para a rede de dois níveis, de 82,4%.
Este trabalho, no qual a Origin Quantum participou juntamente com a Universidade de Ciência e Tecnologia da China e outros parceiros, foi publicado na revista Physical Review X.
A memória de acesso aleatório quântica deve fornecer roteamento de dados em endereços que estão em estado de superposição, e não sequencialmente em um único compartimento. Os métodos padrão de decomposição em portas digitais tornam o processo de roteamento profundo e frágil à medida que o número de nós aumenta, o que intensifica a decoerência. A equipe de Hefei utiliza, em vez disso, níveis de energia auxiliares em dispositivos supercondutores como estados intermediários temporários.
Impulsos de micro-ondas elevam a informação para níveis mais altos para transmissão direcionada e depois a retornam aos estados computacionais, o que se assemelha mais à construção de uma passarela do que ao posicionamento de semáforos em uma interseção planar.
Os bits de endereço são codificados em estados tridimensionais não adjacentes, o que permite detectar e filtrar pequenos erros de controle por meio de pós-seleção, sem a necessidade de adicionar pesados qubits de correção de erros adicionais.
Os experimentadores construíram três roteadores independentes no chip Wukong e os conectaram em uma rede de dois níveis, testando assim transmissões em cascata, em vez de um bloco isolado, como era apenas na simulação.
Os pesquisadores enfatizam que o indicador de 98% não significa prontidão para QRAM comercial. A escalabilidade para redes de quatro ou oito níveis ainda enfrenta problemas de crosstalk de micro-ondas, estabilidade criogênica e custo de integração. No entanto, eles destacam o alcance da função sistêmica em hardware real: roteamento coerente, reversível e endereçável sem profundidade infinita de portas, o que muda o foco das competições de número de qubits para a criação de infraestrutura de memória utilizável.
Se considerarmos os computadores quânticos como fábricas, a memória e o roteamento atuam como armazéns e rodovias. O resultado do Origin Wukong não conclui o roteiro, mas fornece uma saída mensurável para o tráfego de dados quânticos, que antes parecia um beco sem saída, e faz isso em uma plataforma supercondutora doméstica, e não em um modelo de software.