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Um grupo de físicos australianos criam o primeiro chip quântico da história.
Professora Michelle Simmons em seu laboratório. (UNSW)
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Essa equipe de pesquisadores da Universidade de New South Wales (UNSW) em Sydney, Austrália, já anunciaram a descoberta de um ressonador dielétrico: um prisma de cristal que é colocado em um chip de silício onde os qubits (unidade básica de informação quântica) para controlar sua orientação. Isso evita que os computadores quânticos tenham que carregar cabos longos e operar em baixas temperaturas, como os enormes sistemas que vemos hoje. Agora eles deram um passo adiante, criando o primeiro circuito de computador quântico da história.
“Na década de 1950, Richard Feynman disse que nunca entenderemos como o mundo funciona, como a natureza funciona, a menos que possamos começar a criá-lo na mesma escala” , explica Michelle Simmons, investigadora principal desta descoberta.
Os pesquisadores conseguiram simular a estrutura e os estados de energia do poliacetileno, um composto orgânico que forma uma cadeia de átomos de carbono e hidrogênio que tem uma alternância peculiar de ligações simples e duplos de carbono. O poliacetileno é um modelo bem conhecido, e replicá-lo significa mostrar que o computador simula corretamente o movimento dos elétrons pela molécula.
Eles usaram um microscópio de tunelamento de varredura – capaz de capturar imagens de superfícies em nível atômico – o que lhes permitiu colocar os pontos quânticos com grande precisão. Algo que eles dizem ser a chave para o circuito ser capaz de imitar como os elétrons saltam ao longo de uma cadeia de carbono de uma e duas ligações em uma molécula de poliacetileno. Os pesquisadores tiveram que descobrir quantos átomos de fósforo cada um desses pontos quânticos deveria ter e sua distância. E então eles criaram uma máquina capaz de colocar esses pontinhos exatamente dentro do chip de silício.
Na escala atômica, a precisão é fundamental. Como os pesquisadores explicam, se os pontos quânticos são muito grandes, a interação entre eles se torna muito grande para controlá-los de forma independente. Mas se os pontos forem muito pequenos, cada átomo de fósforo adicional pode alterar significativamente a quantidade de energia necessária para adicionar outro elétron ao ponto, e o processo se torna aleatório e incontrolável.
O chip que a equipe desenvolveu tem 10 pontos quânticos com um pequeno número de átomos de fósforo cada. Enquanto para simular ligações duplas de carbono, eles tiveram que encurtar a distância entre os pontos quânticos em relação às ligações de carbono simples.
Segundo a professora Simmons, uma das vantagens dessa nova tecnologia é que ela requer menos componentes no circuito para controlar os qubits. Ter menos componentes minimiza a quantidade de interferência com estados quânticos e isso permite sistemas quânticos mais complexos e poderosos.
Créditos
Crean el primer chip cuántico de la historia, clave para el futuro de la tecnología, ELCONFIDENCIAL. https://www.elconfidencial.com/tecnologia/novaceno/2022-06-23/primer-chip-cuantico-historia-clave-futuro-tecnologia_3448777/
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Ciência e Tecnologia