Eletrônica

Dado quântico é armazenado no núcleo de um átomo

Dado quântico é armazenado no núcleo de um átomo
Embaixo o aparato experimental, onde um chip de silício dopado com fósforo, medindo apenas 1 milímetro quadrado, foi usado para armazenar o dado quântico. [Imagem: McCamey/University of Utah]

Físicos armazenaram informações por 112 segundos naquilo que poderá se tornar a menor memória de computador do mundo: os spins magnéticos nos núcleos de átomos.

A seguir, os pesquisadores leram os dados eletronicamente, recuperando as informações.

Além de avançar a área de spintrônica, este pode ser um grande passo para usar o novo tipo de memória para construir os primeiros computadores quânticos.

Spin nucleares

Se 112 segundos parece pouco, lembre-se que as memórias dos computadores atuais guardam dados por apenas alguns milissegundos - os dados precisam ser atualizados constantemente para que não se percam.

Para os computadores quânticos do futuro, os cientistas acreditam que armazenar os dados no spin do núcleo dos átomos é mais seguro do que armazená-los nos spins dos elétrons, que são mais voláteis - veja Computadores quânticos ficam 5.000% mais viáveis.

"A duração da memória de spin que observamos é mais do que suficiente para criar memórias para computadores," afirmou Christoph Boehme, da Universidade de Utah, nos Estados Unidos. "É uma maneira completamente nova de armazenamento e leitura de informações."

Dados clássicos e dados quânticos

Dois anos atrás, outro grupo de cientistas anunciou ter armazenado dados quânticos por dois segundos dentro de núcleos atômicos, mas eles não conseguiram ler os dados de volta por via eletrônica, como Boehme e seus colegas fizeram agora.

Para isso, eles utilizaram dados clássicos - 0 ou 1 - em vez de dados quânticos - 0 e 1 ao mesmo tempo.

O feito representa literalmente um passo em uma sequência de realizações da equipe, desde 2006:

O novo estudo reúne armazenamento quântico nuclear de dados com uma leitura elétrica desses dados, e "é isso o que há de novo," diz Boehme.

Fria realidade

No entanto, o uso prático da técnica ainda esbarra em alguns, digamos, "obstáculos técnicos": o aparato de memória baseado no spin nuclear só funciona a 3,2 Kelvin, ou um pouco acima do zero absoluto.

E o aparelho deve ser cercado por poderosos campos magnéticos, cerca de 200 mil vezes mais fortes do que o campo magnético da Terra.

"Sim, você pode construir imediatamente um chip de memória desta maneira, mas você vai querer um computador que tem de funcionar a 270 graus centígrados abaixo de zero e em um ambiente de um grande laboratório de magnetismo?" brinca Boehme.

"Primeiro vamos aprender como fazê-lo funcionar em temperaturas mais altas, que sejam mais práticos para um computador, e sem esses fortes campos magnéticos para alinhar os spins," diz o cientista.

Bibliografia:

Electronic Spin Storage in an Electrically Readable Nuclear Spin Memory with a Lifetime >100 Seconds
D. R. McCamey, J. Van Tol, G. W. Morley, C. Boehme
Science
Vol.: 330 no. 6011 pp. 1652-1656
DOI: 10.1126/science.1197931




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