Professora da UFC publica artigo em coautoria com Prêmio Nobel de Física Pesquisa

Hilma Helena Macedo de Vasconcelos

Hilma Vasconcelos faz parte de uma equipe internacional que pesquisa o aperfeiçoamento dos computadores quânticos

A professora Hilma Vasconcelos, do Departamento de Engenharia de Teleinformática da Universidade Federal do Ceará (UFC), integrou o artigo “Quantum gate teleportation between separated qubits in a trapped-ion processor” (Teletransporte de porta quântica entre q-bits separados em um processador de íons aprisionados), publicado na edição de maio da prestigiada revista científica Science. A pesquisa, que aborda o aperfeiçoamento dos computadores quânticos, contou com a participação de uma equipe internacional, com ênfase para a coautoria do professor David Wineland, físico laureado com o Prêmio Nobel de Física em 2012.

Em outubro de 2017 a atuação da pesquisadora foi destaque no Nossa Ciência. Na entrevista “Do Ceará para o mundo”, Hilma Vasconcelos falou de sua pesquisa, da importância das mulheres na ciência e de seu estágio pós-doutoral, nos EUA.

Destaque no site do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), dos Estados Unidos, o artigo traz um experimento que propõe um caminho para uma melhoria do transporte de informações em computadores quânticos. Esses computadores usam sistemas subatômicos para a execução de cálculos e, atualmente, são uma promessa para a solução de problemas considerados intratáveis através do uso de computadores convencionais, que utilizam o sistema binário.

A solução

A dificuldade, no entanto, é que enquanto um computador tradicional processa e armazena milhões de bits, que é a menor unidade de informação, o melhor computador quântico disponível possui apenas algumas dezenas de q-bits. O maior desafio da computação quântica é, então, como aumentar o número de q-bits e como controlá-los. “Conforme o número de q-bits aumenta, a distância média entre eles também, dificultando a conexão. Uma solução é o teletransporte de portas lógicas quânticas, que permite a conexão entre q-bits distantes. Essa solução, publicada na Science, foi demonstrada experimentalmente usando íons, um dos principais candidatos à arquitetura dos computadores quânticos”, explica a profª Hilma Vasconcelos.

O teletransporte quântico consiste no envio de informações de um sistema quântico para outro sem que haja comunicação direta entre eles. Nessa versão, apenas há o teletransporte da informação e não da matéria. “O teletransporte de informações quânticas já havia sido demonstrado anteriormente em sistemas com íons, com fótons e em outros sistemas quânticos. Entretanto, esse novo experimento é o primeiro a usar íons para teletransportar uma operação lógica quântica completa”, destaca a pesquisadora.

A operação lógica teletransportada envolveu dois q-bits de íons do elemento químico berílio, tendo um par de íons de magnésio como mensageiros. Ao final, o experimento teve uma probabilidade de sucesso de aproximadamente 85%.

Mulheres na ciência

O estudo é resultado de estágio pós-doutoral da profª Hilma Vasconcelos no National Institute of Standards and Technology (NIST) e na Universidade do Colorado, nos Estados Unidos. O experimento foi realizado pelo Grupo de Armazenamento de Íons, em colaboração com a Divisão de Matemática Aplicada e Computacional, ambos do NIST. A docente da UFC integrou o time da Divisão de Matemática Aplicada e Computacional, que desenvolveu os modelos teóricos e estatísticos usados no trabalho.

A estada da cientista no NIST e na Universidade do Colorado foi resultado do programa Faculty for the Future, da Fundação Schlumberger, voltado a mulheres que atuam nas áreas STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics – Ciências, Tecnologia, Engenharia e Matemática).

Referências:

“Quantum gate teleportation between separated qubits in a trapped-ion processor”(https://science.sciencemag.org/content/364/6443/875)

Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) (https://www.nist.gov/news-events)

Fonte: Ascom da UFC