Diamante tem qubits para computador quântico a temperatura ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/06/2008

Um por cento dos átomos de carbono (seta verde) que possuem um momento magnético poderão ser os qubits de um computador quântico.
[Imagem: Neumann et al./Science]

Pesquisadores alemães conseguiram, pela primeira vez, gerar efeitos quânticos essenciais para a criação de um computador quântico utilizando o diamante. E tudo foi feito à temperatura ambiente, algo até hoje não alcançado com nenhum outro material.

Entrelaçamento quântico

Um dos mais estranhos fenômenos da mecânica quântica - e também um dos mais promissores para uso prático na computação - é chamado de entrelaçamento: duas partículas tornam-se intimamente conectadas, passando a influenciar-se mutuamente, qualquer que seja a distância que se separem depois que o entrelaçamento aconteceu.

Para entender melhor o fenômeno do entrelaçamento quântico, veja a reportagem Átomos assombrados de Einstein abrem caminho para computação quântica.

Entrelaçamento no diamante

O que os físicos da Universidade de Stuttgart fizeram foi criar estados entrelaçados entre os átomos de carbono que formam a estrutura do diamante. Um por cento desses átomos de carbono possuem um momento magnético que os permite interagir com um átomo de nitrogênio implantado nas suas proximidades.

Esta interação foi utilizada para detectar com precisão quais átomos de carbono estavam entrelaçados. Átomos entrelaçados são a chave para os computadores quânticos, porque eles permitirão que todas as possíveis soluções para um problema sejam avaliadas simultaneamente.

Qubits

São esses átomos de carbono dotados de momento magnético que poderão funcionar como qubits - bits quânticos - em um futuro computador quântico à base de diamante.

O estado de entrelaçamento entre partículas é extremamente sensível a qualquer perturbação, o que exige a utilização de condições extremas para sua observação, geralmente feita em condições próximas ao zero absoluto.

Computador quântico a temperatura ambiente

Mas isso não foi necessário com o diamante. Na experiência, os físicos dispararam átomos de nitrogênio em altíssima velocidade em direção à estrutura atômica do diamante. Essas impurezas são detectáveis por sua fluorescência e também porque elas alteram a cor do diamante para rosa.

Graças à sua dureza extrema, a estrutura atômica do diamante faz o papel de um poderoso escudo protetor para os átomos de nitrogênio, permitindo que o fenômeno do entrelaçamento seja detectado a temperatura ambiente.

A utilização dos núcleos do carbono-13, presentes na estrutura atômica do diamante, como qubits de um computador quântico já havia sido proposta por cientistas da Universidade de Harvard, em 2007. Veja Diamante tem qubit natural para construção de computadores quânticos.

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