Avanço na computação quântica permite decifrar qubits de Majorana

Pesquisadores do Instituto de Ciência dos Materiais de Madri (ICMM-CSIC) e da Universidade de Tecnologia de Delft alcançaram um avanço significativo no campo da computação quântica ao demonstrar uma nova técnica para ler informações armazenadas em qubits topológicos baseados em modos de Majorana. Utilizando o método de capacitância quântica, a equipe conseguiu acessar o estado global do sistema, superando a dificuldade de detectar propriedades que não estão localizadas em pontos específicos do dispositivo.

Os qubits topológicos, construídos a partir de modos Majorana zero, distribuem a informação quântica entre dois estados ligados, conferindo proteção natural contra ruídos locais que normalmente causariam decoerência. Essa robustez, embora vantajosa para a estabilidade dos dados, sempre representou um desafio técnico: como acessar ou medir informações que não residem em um único local físico? A resposta veio com a criação de uma cadeia mínima de Kitaev, composta por pontos quânticos semicondutores conectados por um supercondutor, permitindo a geração controlada dos modos Majorana.

Com essa arquitetura, os cientistas aplicaram a sonda de capacitância quântica e, pela primeira vez, conseguiram medir em tempo real a paridade do sistema — ou seja, determinar se o qubit estava em um estado preenchido ou vazio. Essa medição global confirma a proteção intrínseca dos qubits topológicos, já que métodos locais permanecem incapazes de acessar a mesma informação.

Outro resultado relevante foi a observação de saltos aleatórios de paridade, que permitiram medir a coerência de paridade por mais de um milissegundo, um tempo considerado promissor para operações futuras com qubits topológicos. O estudo destaca a importância da colaboração entre experimentação avançada e modelagem teórica, abrindo caminho para o desenvolvimento de sistemas quânticos mais estáveis e controláveis.