Uma memória quântica de acesso aleatório armazenou informações em sete posições independentes e as recuperou sem acessar as demais. Desenvolvido por pesquisadores de universidades dos Estados Unidos, o dispositivo separa armazenamento e processamento, reproduzindo um princípio da RAM convencional e oferecendo um caminho para reduzir conexões em computadores quânticos.

Como funciona a memória quântica

Computadores tradicionais recorrem à memória RAM para guardar temporariamente dados que o processador precisa consultar. Cada posição tem um endereço, o que permite recuperar informações específicas sem examinar as demais. Nos computadores quânticos supercondutores, os mesmos componentes costumam executar operações e armazenar estados quânticos, o que torna o equipamento mais complexo.

Equipes da Universidade Stanford, da Universidade de Chicago e de outras instituições criaram uma arquitetura que separa essas funções. Um único processador quântico seleciona uma entre sete posições de armazenamento, enquanto as restantes permanecem isoladas durante a operação. A solução aproxima os circuitos supercondutores de uma organização usada há décadas na computação clássica.

Seleção por frequência

O protótipo emprega um processador do tipo transmon, ligado a uma cavidade intermediária que atua como memória temporária. Uma segunda cavidade, feita de alumínio, oferece sete modos de oscilação eletromagnética, cada um correspondendo a uma posição independente capaz de guardar informação quântica, sem necessidade de sete processadores separados.

Para escolher um local, os pesquisadores aplicam um sinal de controle na frequência adequada, o que dispara a transferência do estado quântico escolhido para a cavidade intermediária. O processador executa a operação e pode devolver a informação ao ponto de origem. Nos testes, as transferências individuais alcançaram fidelidade de cerca de 99,3%, com erro médio próximo de 1,2% nos ciclos completos.

Menos cabos no refrigerador criogênico

Nos computadores quânticos supercondutores, cada qubit geralmente exige componentes eletrônicos e conexões para receber sinais de controle, operando dentro de refrigeradores criogênicos. À medida que o número de qubits cresce, cabos e equipamentos ocupam espaço e se tornam um obstáculo relevante.

A nova arquitetura permite compartilhar recursos de controle entre várias posições de memória: o processador alcança cada estado por meio de uma conexão intermediária, dispensando um conjunto completo de controles individuais. Os autores ressalvam, porém, que o protótipo demonstra a possibilidade de reduzir a fiação, e não de eliminar todas as conexões físicas.

Resultados publicados

O estudo foi liderado por Ziqian Li e Eesh Gupta, sob supervisão de David I. Schuster, com participação de pesquisadores de Stanford, Chicago, Fermilab e outras instituições. O artigo saiu em 8 de setembro de 2026 na revista Nature Physics e descreve uma memória quântica de acesso aleatório em cascata, com oito posições quando incluído o modo intermediário.

As transferências individuais duraram cerca de meio microssegundo. A equipe também avaliou interferências entre posições e apontou interações entre múltiplos modos como fontes relevantes de erro. A infidelidade média ficou abaixo de 1,5% por modo, um resultado promissor, mas ainda insuficiente, por si só, para garantir a tolerância a falhas de um computador completo.

Caminho para máquinas maiores

A principal diferença em relação às arquiteturas convencionais está na distribuição das funções: sete estados podem permanecer armazenados enquanto um único processador atua sobre o escolhido. A cavidade intermediária ainda protege os estados guardados das interações não lineares exigidas pelo processamento, permitindo otimizar a memória para preservar informação e o processador para executar operações rápidas.

A separação entre memória e processamento também pode beneficiar sistemas com correção de erros quânticos, nos quais vários qubits físicos protegem informações lógicas. Uma memória compartilhada ampliaria a capacidade sem multiplicar proporcionalmente os recursos eletrônicos de controle. O dispositivo, contudo, segue como demonstração experimental: será preciso ampliar o número de posições, reduzir erros e preservar a coerência em operações mais complexas.