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Em um artigo recente, publicado na Nature, uma equipe internacional de cientistas demonstrou um certo tipo de qubit, que utiliza spins de elétrons individuais, e pode funcionar em uma temperatura operacional em torno de 1°K, ou seja, mais quente do que o limite atual perto do zero absoluto (0 Kelvin ou -273,15°C).
Embora seja uma pequena diferença, que continue demandando um ambiente extremamente frio, o valor atingido é bem mais quente do que se pensava ser possível. Por mais ínfima que pareça, a alteração, poderia simplificar a extensa e complexa estrutura hoje existente, em um sistema mais "enxuto", de mais fácil controle e manutenção, com importante redução dos custos operacionais e consumo de energia.
Por que a computação quântica depende de baixas temperaturas?
Desde que um protótipo de computador quântico foi demonstrado, em 1998, por Isaac Chuang e Neil Gershenfeld da Universidade da Califórnia em Berkeley, a tecnologia luta com uma limitação: operar em uma temperatura próxima ao zero absoluto. A justificativa é que os fenômenos quânticos só podem ocorrer, se isolados do calor do nosso mundo comum.
Isso significa que a geração de um único bit quântico (qubit) demanda um gigantesco aparelho de refrigeração para funcionar. E, como algumas áreas sensíveis necessitam da produção imensa de qubits, pode ser necessária a interconexão de computadores quânticos trabalhando em paralelo em armazéns inteiros atulhados de sistemas de refrigeração e fios.
Quais as consequências de um computador quântico mais quente?
Embora a possibilidade de trabalhar com qubits "mais quentes" abra um novo campo para a computação quântica, também traz novos desafios para correção e controle de erros, que podem ocorrer em temperaturas mais elevadas, alertam os coautores Andrew Dzurak e o brasileiro André Luiz Saraiva de Oliveira, ambos da universidade UNSW Sydney, na Austrália, em um artigo na plataforma The Conversation.
Afinal, os computadores quânticos continuam em uma fase inicial de desenvolvimento e, como toda tecnologia em evolução, têm grandes desafios técnicos a serem superados, até que possam incorporados ao nosso cotidiano, como os nossos PCs com chips de silício. Nesse sentido, operar qubits em temperaturas mais altas é um passo para simplificar o sistema atual.
A esperança é que "a computação quântica possa libertar-se dos limites dos laboratórios especializados e penetrar na comunidade científica mais ampla, nos centros de dados industriais e comerciais", afirmam Dzurak e Oliveira.
Esquema do dispositivo proposto e operação básica.
Fonte: Jonathan Huang et al.
