Novo tipo de qubit pode reduzir erros na computação quântica

Projeto baseado em hélio-3 superfluido propõe uma nova arquitetura de qubit menos vulnerável a interferências eletromagnéticas.

Um novo conceito de qubit baseado em hélio-3 superfluido pode ajudar a enfrentar um dos principais desafios da computação quântica: preservar informações extremamente frágeis enquanto os sistemas aumentam de escala.

Pesquisadores da University of Surrey desenvolveram um projeto chamado Superfluid Helium Oscillator Quantum, ou SHOQ. Segundo os cálculos apresentados pela equipe, sua taxa de erros poderá ser aproximadamente 100 vezes menor que a de qubits supercondutores convencionais.

Por que os erros são um desafio

Computadores quânticos utilizam qubits para armazenar e processar informações. Diferentemente dos bits tradicionais, os qubits exploram propriedades da mecânica quântica, permitindo novas formas de realizar determinados tipos de cálculo.

O problema é que esses estados são extremamente sensíveis ao ambiente.

Ruído eletromagnético e cargas elétricas indesejadas podem interferir nas informações armazenadas, produzindo erros. À medida que sistemas quânticos crescem, controlar essas interferências torna-se um dos grandes obstáculos para a expansão da tecnologia.

Um qubit baseado em hélio superfluido

A proposta dos pesquisadores utiliza hélio-3 em estado superfluido — uma fase da matéria que apresenta propriedades quânticas incomuns, incluindo fluxo sem dissipação por viscosidade.

O SHOQ utiliza hélio superfluido eletricamente neutro. Essa característica pode torná-lo naturalmente menos vulnerável a determinadas formas de ruído eletromagnético que afetam circuitos supercondutores.

O estudo apresenta o primeiro projeto relatado de um qubit baseado em um superfluido.

Até 100 vezes menos erros

Os cálculos realizados pelos pesquisadores indicam que o dispositivo poderá apresentar taxas de erro aproximadamente 100 vezes menores que as de qubits supercondutores convencionais.

Isso, porém, ainda não foi demonstrado experimentalmente.

O trabalho apresenta um projeto conceitual detalhado, com parâmetros necessários para que o dispositivo possa funcionar como qubit. A próxima etapa será construir um protótipo e verificar se as previsões matemáticas se confirmam na prática.

Tecnologias diferentes podem trabalhar juntas

A proposta não prevê necessariamente substituir os qubits supercondutores utilizados atualmente.

Os pesquisadores consideram a possibilidade de integrar o SHOQ às tecnologias existentes, permitindo que diferentes tipos de qubits desempenhem funções distintas dentro de um mesmo sistema.

Uma das possíveis aplicações futuras seria utilizar o dispositivo como memória quântica, armazenando informações enquanto outros componentes realizam os cálculos.

Da teoria ao laboratório

Transformar o conceito em hardware funcional será decisivo para determinar sua importância para a computação quântica.

O dispositivo precisa operar em temperaturas extremamente baixas, mas condições adequadas ao hélio-3 superfluido já foram alcançadas em experimentos anteriores.

A pesquisa foi conduzida pela University of Surrey em colaboração com Jens Koch, da Northwestern University, um dos pesquisadores envolvidos no desenvolvimento do transmon, arquitetura de qubit supercondutor amplamente utilizada atualmente.

Se os resultados previstos forem confirmados experimentalmente, o hélio superfluido poderá acrescentar uma nova arquitetura ao conjunto de tecnologias investigadas para tornar computadores quânticos mais robustos e escaláveis.

Fonte: npj Quantum Information — DOI: 10.1038/s41534-026-01355-3