Cientistas australianos criaram o primeiro circuito de computador quântico do mundo - um circuito que contém todos os componentes básicos de um chip de computador clássico, mas em escala quântica. A descoberta histórica, publicada ontem na revista Nature, levou nove anos para ser feita.
“Esta é uma descoberta empolgante em minha carreira”, disse a autora sênior e física quântica Michelle Simmons, fundadora da Silicon Quantum Computing e diretora do Centro de Excelência para Computação Quântica e Tecnologias de Comunicação da UNSW, ao ScienceAlert.
Simmons e sua equipe não apenas criaram o que é essencialmente um processador quântico funcional, mas também o testaram com sucesso simulando uma pequena molécula na qual cada átomo tem vários estados quânticos – algo que um computador tradicional teria dificuldade em alcançar.
Isso sugere que agora estamos um passo mais perto de finalmente aproveitar o poder do processamento quântico para entender melhor o mundo ao nosso redor, mesmo em menor escala.
“Na década de 1950, Richard Feynman disse que nunca entenderemos como o mundo funciona – como a natureza funciona – a menos que possamos começar a fazê-lo na mesma escala”, disse Simmons ao ScienceAlert. “Se pudermos começar a entender os materiais nesse nível, podemos criar coisas que nunca foram feitas antes. A questão é como realmente controlar a natureza neste nível?”.
Para dar um salto no campo da computação quântica, os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura em ultra-alto vácuo para colocar pontos quânticos com precisão subnanométrica. A localização de cada ponto quântico deve estar correta para que o esquema possa imitar como os elétrons se movem ao longo de uma fileira de carbonos com uma ou duas ligações na molécula de poliacetileno.
A parte mais difícil foi descobrir exatamente quantos átomos de fósforo deveriam estar em cada ponto quântico, a distância exata entre cada ponto e, em seguida, projetar uma máquina que pudesse colocar os minúsculos pontos em uma ordem precisa dentro de um chip de silício. Se os pontos quânticos forem muito grandes, a interação entre os dois pontos torna-se “grande demais para ser controlada independentemente um do outro”, dizem os pesquisadores.
Também interessante:
- IBM anunciou planos para criar um processador quântico de 4000 qubits
- Pesquisadores quebraram o recorde mundial de comunicação criptografada quântica
O poliacetileno foi escolhido porque é um modelo bem conhecido e pode, portanto, ser usado para provar que o computador está modelando corretamente o movimento dos elétrons através da molécula.
Como os cientistas atualmente têm uma compreensão limitada de como as moléculas funcionam na escala atômica, há muitas suposições envolvidas na criação de novos materiais. "Um dos santos graal sempre foi fazer supercondutores de alta temperatura", diz Simmons. Outra aplicação potencial da computação quântica é o estudo da fotossíntese artificial e como a luz é convertida em energia química por meio de reações orgânicas em cadeia.
Outro grande problema que os computadores quânticos podem resolver é a criação de fertilizantes. As ligações triplas de nitrogênio são atualmente quebradas sob condições de alta temperatura e pressão na presença de um catalisador de ferro para criar nitrogênio fixo para fertilizante. Encontrar outro catalisador que torne o fertilizante mais eficaz pode economizar muito dinheiro e energia.
Você pode ajudar a Ucrânia a lutar contra os invasores russos. A melhor maneira de fazer isso é doar fundos para as Forças Armadas da Ucrânia através Salva vida ou através da página oficial NBU.
Leia também:
- O primeiro computador quântico não resfriado do mundo foi instalado na Austrália
- Cientistas encontraram uma maneira de combinar a teoria da relatividade e a mecânica quântica