Nanotecnologia

Raios dentro de um chip iluminam tecnologias quânticas

Raios dentro de um chip iluminam tecnologias quânticas
Os raios mostram a precisão com que o chip permite a manipulação de íons - íons são qubits por excelência. [Imagem: Robin Sterling et al./10.1038/ncomms4637]

Raios quânticos

Físicos da Universidade de Sussex, no Reino Unido, conseguiram gerar raios controlados dentro de um chip.

Para isso, eles calcularam a tensão e a corrente precisas para gerar as descargas elétricas em microescala.

O mais inusitado, contudo, é a aplicação que esses microrraios terão: ajudar a desenvolver uma nova geração de computadores mais rápidos.

Para gerar os microrraios, Robin Sterling e seus colegas tiveram que desenvolver uma técnica precisa para controlar íons, que são átomos eletricamente carregados.

Ora, íons estão entre os principais candidatos para armazenar dados nos computadores quânticos, funcionando como qubits. E, para isso, é necessário justamente controlar cada íon com precisão.

Rede de qubits

Robin e seus colegas criaram uma rede de íons que são mantidos em uma estrutura ordenada por campos elétricos emitidos com precisão no interior do chip.

Foi necessário usar tensões muito elevadas, na faixa dos 1.000 volts - segundo Robin, cada íon que se desloca representa o menor raio que se pode imaginar.

Mas o objetivo não é sair disparando raios: o chip representa o primeiro experimento capaz de manter íons controlados com precisão em uma matriz parecida como um tabuleiro de xadrez.

"Nós construímos alguns chips e disparamos um monte de raios para medir a tensão que pode ser aplicada. Os resultados são entusiasmantes. Temos agora uma estrutura estável para construir dispositivos de armazenamento a longo prazo para átomos individuais. É também um grande passo na construção de um simulador quântico em larga escala, uma poderosa ferramenta para entender muitos problemas na ciência," disse o professor Winfried Hensinger, coordenador da equipe.

"Embora este novo microchip possa ser um passo significativo no desenvolvimento dos computadores quânticos, esta tecnologia também poderá ter aplicações na manipulação e triagem de amostras biológicas e produtos químicos, e de outras tecnologias de sensores que dependem do armazenamento de partículas individuais eletricamente carregadas durante longos períodos," concluiu Hensinger.

Bibliografia:

Fabrication and operation of a two-dimensional ion-trap lattice on a high-voltage microchip
Robin C. Sterling, H. Rattanasonti, Seb Weidt, K. Lake, P. Srinivasan, Simon C. Webster, M. Kraft, Winfried K. Hensinger
Nature Communications
Vol.: 5, Article number: 3637
DOI: 10.1038/ncomms4637




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