Resumo interno:
- Os engenheiros do Fermilab introduziram a caixa QICK, um sistema integrado que simplifica o controle quântico combinando placas FPGA, amplificadores, filtros e cabeamento em um pacote compacto e personalizável.
- A caixa QICK melhora as relações sinal-ruído e o controle de qubit, fornecendo escalabilidade, precisão e flexibilidade para atender às crescentes necessidades da pesquisa quântica.
- Desenvolvido em colaboração com instituições como a Universidade de Chicago e Yale, o programa QICK apoia cientistas na exploração e desenvolvimento de técnicas de sistemas quânticos.
- Crédito da foto: Ryan Postel, Fermilab
NOTÍCIAS – Enquanto os cientistas trabalham para encontrar maneiras de usar os computadores quânticos da Apple para desafios sem precedentes, um obstáculo tem sido garantir uma conexão perfeita entre os reinos quântico e clássico. Em um lançamento recente, os engenheiros do Fermilab anunciaram que estão enfrentando esse desafio com o Kit de Controle de Instrumentação Quântica, um sistema que será lançado em 2022, e um novo produto complementar, a caixa QICK.
Apresentando o QICK Box: Lab in a Box
A caixa QICK é um sistema totalmente integrado projetado para simplificar o controle quântico e os processos de aprendizagem. Com base no QICK original – uma combinação de uma placa de gateway programável, placas de circuito de radiofrequência e software de código aberto – a caixa QICK inclui hardware adicional, como amplificadores, filtros e cabeamento em um pacote compacto e personalizável.
“Em vez de comprar uma placa de fornecedor e um monte de amplificadores, filtros e outros hardwares necessários para conectar os dispositivos, os cientistas podem usar a caixa QICK, que tem tudo integrado, fácil de usar e reparar”, disse o físico engenheiro do Fermilab. Sho Uemura, desenvolvedor líder de software da QICK.
O comunicado observa que o sistema é altamente adaptável, permitindo aos pesquisadores misturar e combinar componentes como rádio e placas de circuito de baixa frequência, além de adicionar placas filhas personalizadas. Essa modularidade garante que a caixa QICK permaneça relevante à medida que a tecnologia quântica continua a evoluir.
Da pesquisa ao mercado
Projetado para aumentar a relação sinal-ruído e melhorar o controle do qubit, o dispositivo permite aos pesquisadores amplificar e filtrar sinais com maior exatidão e precisão. A equipe do Fermilab também apresentou a versão QICK 2.0, que inclui firmware e software atualizados, incluindo um processador central de controle quântico aprimorado.
“QICK é muito poderoso porque o campo quântico está mudando muito rapidamente”, disse Travis Humble, diretor do Centro de Ciência Quântica do Laboratório Nacional de Oak Ridge. “Acho que a QICK está entrando naquela área de pesquisa onde esperamos que haja muita flexibilidade no design de hardware, e outras empresas não estão fazendo as grandes mudanças no desenvolvimento que sabemos que a caixa QICK é capaz.”
Desenvolvimento Colaborativo para Necessidades em Mudança
O programa QICK começou em 2020 em colaboração com investigadores da Universidade de Chicago e desde então expandiu-se para incluir instituições como Yale, Stanford e Princeton. Pesquisadores como o professor Michael Hatridge de Yale estão usando o QICK para medir experimentos quânticos e desenvolver técnicas para grandes sistemas.
“Nosso objetivo é construir um modelo que mostre que há melhores maneiras de ampliar desde experimentos simples que podemos fazer em laboratório com alguns qubits até máquinas maiores”, disse Hatridge. Ele enfatizou a acessibilidade e a funcionalidade do sistema, observando a sua flexibilidade para atender às necessidades de pesquisa cada vez mais complexas.
A abordagem centrada no usuário da equipe QICK também a diferencia. O engenheiro do Fermilab, Gustavo Cancelo, que lidera os esforços de desenvolvimento e marketing, destacou o desafio de projetar para um campo em rápida evolução. “Nós nos esforçamos para pensar no futuro e incluir funcionalidades que acreditamos que os usuários precisarão no futuro. Os dispositivos quânticos são os melhores”, explicou Cancelo.
Um catalisador para a descoberta científica
Desde a sua criação, o QICK cresceu de uma ferramenta de nicho para uma plataforma amplamente aceita, com mais de 350 usuários registrados em todo o mundo. Espera-se que a introdução da caixa QICK promova esta conquista, fornecendo aos cientistas uma solução acessível e altamente eficiente para o avanço da ciência da informação quântica.
Para os interessados em comercializar a tecnologia, o Escritório de Cooperação e Transferência Tecnológica do Fermilab pode fornecer informações adicionais. O desenvolvimento do QICK é apoiado pela colaboração do Fermilab com o Quantum Science Center, que faz parte da Iniciativa Nacional Quantum do Departamento de Energia.
