As primeiras idéias sobre computação quântica datam do início da década de 1980, com os trabalhos de Paul Benioff [1] e Richard Feynmann [2]. O trabalho de David Deutch [3] foi o primeiro a mostrar que o processamento da informação por meios quânticos poderia representar enormes vantagens sobre os métodos clássicos. No entanto, foi somente no final da década de 1990, com a descoberta dos chamados estados pseudo-puros por Neil Gerchenfeld e Isaac Chuang [4] e David Cory e colaboradores [5], que a Ressonância Magnética Nuclear (RMN) despontou como a principal candidata à implementação de chips quânticos. Em pouco mais de 4 anos, uma quantidade enorme de experimentos e discussões teóricas têm aparecido na literatura.
O nosso grupo de Computação Quântica e Informação Quântica por RMN começou a se formar um pouco depois dessa época. Já no final do ano de 2000, o grupo de RMN do CBPF (originalmente, Ivan S. Oliveira, Roberto S. Sarthour e Alberto P. Guimarães) iniciava os primeiros estudos de simulações de espectros de RMN resultantes da aplicação de chaves lógicas e algoritmos quânticos, tendo publicado uma monografia sobre o assunto em janeiro de 2002 (ver publicações). Ainda em 2002, Jair C.C. Freitas, professor da UFES se juntaria ao grupo do CBPF e sugeriria que as implementações experimentais poderiam ser feitas junto ao Grupo de RMN da USP de São Carlos. Assim, uniram-se a nós os professores Tito J. Bonagamba e Eduardo R. de Azevedo, daquele Instituto, e fizeram deslanchar as primeiras implementações experimentais de Computação Quântica por RMN feitas no Brasil.
Nestes pouco mais de dois anos de atividades, vários trabalhos foram feitos e várias linhas de investigação iniciadas (ver lista de publicações e teses em andamento). A possibilidade de trabalhar com problemas fundamentais da física através de simulações teóricas e implementações experimentais tem atraído um grande número de estudantes. Além dos estudos fundamentais sobre o processamento da informação quântica por RMN, o Grupo está iniciando uma linha de investigação que pretende estudar algumas propostas concretas para chips quânticos baseados na tecnologia de silício [6,7].
[1] P. Benioff. The computer as a physical system. J. Stat. Phys., 22: 563-591, 1980.
[2] R.P. Feynman. Quantum mechanical computers. Found. Phys., 16:507-531, 1986.
[3] D. Deutch, Quantum Theory, the Church-Turing Principle and the Universal Quantum Computer, Proc. R. Soc. Lond. A. 400: 97, 1985.
[4] N.A. Gershenfeld and I.L. Chaung, Bulk Spin-Resonance Quantum Computation, Science v275, 350, 1997.
[5] D.G. Cory, A.F. Fahmy, and T.F. Havel, Ensemble quantum computing by NMR spectroscopy, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, v94, 1634, 1997.
[6] B.E. Kane, A silicon-based nuclear spi quantum computer, Nature 393 (1998) 133.
[7] T.D. Ladd, J.R. Goldman, F. Yamaguchi, Y. Yamamoto, E. Abe and K.M. Itoh, All-Silicon Quantum Computer, Phys. Rev. Lett., 89 (2002) 017901-1.