Pesquisadores desenvolveram uma técnica que permite a comunicação entre qubits extremamente estáveis usando silício convencional, abrindo caminho para integrar a computação quântica à tecnologia dos chips atuais

Computadores quânticos – A computação quântica é apontada como uma das tecnologias mais promissoras para resolver problemas que estão além da capacidade dos computadores convencionais.

No entanto, um desafio técnico acompanha essa promessa há anos: conectar qubits estáveis sem comprometer suas propriedades. Agora, pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, apresentaram uma solução que utiliza o mesmo silício empregado na fabricação dos processadores atuais, aproximando a tecnologia quântica da infraestrutura já existente.

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Comunicação entre qubits supera obstáculo histórico

Embora os qubits possam armazenar informações quânticas com alta precisão, fazer com que eles interajam de forma eficiente sempre foi uma tarefa complexa. Em geral, quanto maior a estabilidade dessas partículas, mais difícil é estabelecer uma comunicação entre elas, o que limita a criação de computadores quânticos escaláveis.

Foi justamente esse desafio que motivou o trabalho da equipe australiana. Os pesquisadores conseguiram conectar núcleos de átomos de silício separados por aproximadamente 20 nanômetros utilizando elétrons como intermediários na transmissão de informações quânticas.

Os núcleos de silício são considerados candidatos promissores para armazenar informação quântica por preservarem seus estados durante dezenas de segundos e apresentarem taxas de erro muito baixas. Entretanto, essa estabilidade também dificulta a interação entre diferentes qubits.

Para contornar esse problema, os cientistas recorreram aos elétrons. Como essas partículas ocupam regiões maiores do espaço, elas conseguem estabelecer interações entre átomos separados. Ao ligar cada núcleo ao seu respectivo elétron, foi possível criar um estado de entrelaçamento quântico entre os núcleos.

Os pesquisadores explicam o experimento com uma comparação simples: antes, cada núcleo era como uma pessoa isolada em uma sala totalmente à prova de som. Com a participação dos elétrons, essas salas passaram a contar com uma espécie de telefone, permitindo a comunicação entre seus ocupantes.

Técnica utiliza o mesmo material dos chips atuais

Além do avanço científico, a descoberta chama atenção pela tecnologia empregada. A separação de cerca de 20 nanômetros entre os átomos corresponde à escala utilizada atualmente na fabricação de microchips modernos pela indústria de semicondutores.

Na prática, isso significa que a técnica pode ser compatível com boa parte da infraestrutura usada hoje para produzir processadores, dispensando a necessidade de recorrer a materiais incomuns ou desenvolver processos industriais completamente novos.

Essa compatibilidade pode facilitar a integração da computação quântica às linhas de produção existentes, reduzindo um dos principais obstáculos para transformar pesquisas laboratoriais em dispositivos comerciais.

Avanço abre caminho para novos processadores quânticos

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Science e não significam que computadores quânticos estarão disponíveis para uso doméstico nos próximos anos. Ainda assim, o estudo resolve uma questão considerada fundamental para a evolução da área: estabelecer comunicação entre qubits altamente estáveis sem prejudicar seu desempenho.

Segundo Holly Stemp, integrante da equipe responsável pelo projeto, a descoberta cria oportunidades para desenvolver processadores quânticos utilizando tecnologias que já fazem parte da indústria eletrônica.

Apesar do avanço, os pesquisadores destacam que ainda será necessário ampliar a quantidade de qubits, reduzir ainda mais as taxas de erro e aperfeiçoar métodos capazes de controlar sistemas muito maiores.

Mesmo assim, o experimento representa um passo importante para a computação quântica. Ao demonstrar que dois átomos podem compartilhar informações dentro de um chip de silício por meio de uma arquitetura compatível com os processos modernos de fabricação, o estudo aproxima essa tecnologia da realidade industrial e reforça o potencial do silício como base para a próxima geração de computadores.

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(Com informações de Gizmodo)

(Foto: Reprodução/Magnific/user23135379)