Armadilha de íons poderá levar a computadores quânticos práticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/07/2006

Uma das mais promissoras alternativas para a construção de computadores quânticos exige que íons sejam mantidos isolados - para que os estados dos seus spins possam ser lidos e escritos, sem serem afetados pelos átomos vizinhos. Manter íons presos e isolados é um assunto para as chamadas armadilhas magnéticas.

Até agora, várias experiências demonstraram a viabilidade da exploração dos spins dos elétrons para o armazenamento de dados e para a execução de cálculos computacionais. Mas esses experimentos utilizam unidades individuais de cálculo - é como se os computadores tivessem só um byte de memória. Um computador prático precisa muito mais do que isso.

Os cientistas já demonstram que os íons podem ser utilizados como qubits - as unidades básicas do cálculo computacional quântico.

Agora, físicos do instituto de pesquisas NIST, dos Estados Unidos, desenvolveram uma nova armadilha eletromagnética para íons que pode ser produzida em escala industrial e poderá permitir que os experimentos que levarão um dia à construção dos computadores quânticos possam ser feitos em escala grande o suficiente para se gerarem dispositivos práticos.

A nova armadilha magnética poderá permitir que os cientistas dupliquem em larga escala os componentes e os processos que já foram demonstrados com sucesso individualmente.

A armadilha magnética é planar. Ela utiliza eletrodos de ouro para manter íons de magnésio presos cerca de 40 micrômetros acima do plano dos eletrodos. Os íons são criados a partir de um vapor metálico, utilizando-se feixes de raios laser.

O fato de ser plana significa que a armadilha magnética tem a mesma geometria que os chips dos computadores atuais - portanto, podendo ser fabricada utilizando-se os mesmos processos industriais com que são construídos esses chips, o que tem grande potencial para torná-las mais baratas e acessíveis.

Os cientistas afirmam que sua armadilha magnética consegue aprisionar uma dúzia de íons de magnésio sem gerar muito calor - normalmente gerado pelas flutuações da tensão nos eletrodos. Esse é um fator técnico importante, já que o calor tem sido um fator limitador na construção de armadilhas magnéticas em menor escala.

Pode parecer sem sentido comemorar-se a criação de estruturas maiores, ainda que mais eficientes e mais baratas. Afinal, quanto menores forem os componentes, mais rápidos serão os computadores. Mas é importante lembrar que o primeiro computador eletrônico tinha o tamanho de uma sala e conseguia fazer os mesmos cálculos que uma calculadora de mão atual. Pode ser um bom começo para um computador quântico prático.

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