Amnésia quântica
Construir computadores quânticos usando materiais semicondutores pode ser um atalho para economizar até uma década de pesquisas porque os semicondutores são os materiais mais estudados e melhor compreendidos pela física.
Um dos desafios para isso é que os qubits de silício têm apresentado uma indesejável tendência à amnésia, perdendo seus dados muito rapidamente.
Essa deficiência foi contornada agora usando um simples campo magnético.
Spins descontrolados
"Nós descobrimos que uma tensão [física] no material semicondutor gera um mecanismo novo e até recentemente desconhecido que resulta na perda da informação quântica," conta Alexander Bechtold, da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha.
Esse tensionamento do material cria campos elétricos que influenciam a orientação do spin nuclear dos átomos ao redor. "É uma espécie de efeito piezoelétrico," explica Bechthold. "Ele resulta de flutuações descontroladas nos spins nucleares."
O efeito pode se espalhar por um aglomerado de até 100.000 átomos, o que é uma enormidade para um qubit. O resultado inexorável é que a informação no qubit é perdida em algumas centenas de nanossegundos - os recordes de armazenamento de memórias quânticas já estão na casa dos segundos e dos minutos.
Os qubits no silício, compostos por um único elétron, já funcionam a temperatura ambiente. [Imagem: Cortesia Alan Stone Braker/APS]
A boa notícia é que o problema pode ser resolvido com um campo magnético aplicado externamente.
A perda de informação pode ser evitada com a aplicação de um campo magnético de 1,5 tesla, que pode ser gerado por um ímã de terras raras de boa qualidade.
O campo magnético estabiliza os spins dos núcleos atômicos ao redor do qubit - o qubit propriamente dito é um único elétron dentro de um ponto quântico - e mantém a informação intacta.
"No geral, o sistema é extremamente promissor," disse o professor Jonathan Finley. "Os pontos quânticos semicondutores têm a vantagem de que se harmonizam perfeitamente com a atual tecnologia dos computadores, uma vez que são feitos de materiais similares."
Isto significa que, usando a tecnologia da microeletrônica atual, os qubits podem ser equipados com eletrodos e controlados - lidos e gravados - por um laser ou por uma corrente elétrica.
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