Bit de computador quântico já pode ser ligado na tomada

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/12/2010

Impressão artística da inserção dos qubits no interior dos nanofios - como se fosse um ioiô, o movimento do elétron, induzido por uma carga, pode ser usado para controlar seu spin.
[Imagem: Gemma Plum]

Sólido e elétrico

Cientistas holandeses conseguiram pela primeira controlar bits quânticos, ou qubits, usando um campo elétrico.

Até agora, todos os experimentos na área da promissora computação quântica vinham utilizando campos magnéticos para gravar e ler os qubits.

Os cientistas também conseguiram incorporar os qubits elétricos em nanofios semicondutores.

Embora a maior parte da pesquisa na área da computação quântica seja feita com átomos artificiais mantidos em temperaturas criogênicas, os especialistas apontam que a rota mais promissora são os processadores quânticos de estado sólido.

Spin

Um qubit é o elemento básico de um futuro computador quântico, que se acredita ser capaz de superar em muito os computadores atuais em termos de velocidade.

Uma das formas se de fazer um qubit é aprisionar um único elétron em um material semicondutor.

Um elétron possui uma propriedade quântica chamada spin, ou rotação, que pode ser interpretada como se o elétron girasse em um ou em outro sentido - neste caso, a rotação num sentido representaria um 0 e, no outro, representaria um 1.

Imagem feita por microscópio eletrônico do qubit de nanofio com os eletrodos usados para controlar eletricamente os qubits. Os outros dois eletrodos são usados para ler o valor armazenado no bit quântico.
[Imagem: TuDelft]

Spin controlado eletricamente

Até agora, o spin de um elétron tem sido controlado por campos magnéticos. O problema é que é muito difícil gerar e controlar campos magnéticos no interior de um chip.

Mas o estado do qubit - o spin do elétron preso na rede atômica semicondutora - gerado pelos pesquisadores holandeses pode ser controlado por uma carga, ou um campo elétrico, em vez de exigir um campo magnético.

"Estes qubits de spin combinam o melhor de dois mundos. Eles juntam as vantagens do controle eletrônico e do armazenamento de informações na rotação do elétron," afirma Leo Kouwenhoven, coordenador da pesquisa.

Qubits em nanofios

Outro elemento importante neste desenvolvimento é que os cientistas foram capazes de incorporar dois dos seus qubits em nanofios feitos de um material semicondutor, o arseneto de índio.

"Esses nanofios estão sendo cada vez mais utilizados como blocos de construção em nanoeletrônica. Os nanofios são uma excelente plataforma para o processamento de informação quântica, entre outras aplicações," disse Kouwenhoven.

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