Chip quântico acomoda até 2 milhões de qubits por mm2

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/02/2026

Imagem da Plataforma de Pesquisa de Matriz de Qubits para Engenharia e Testes (Qarpet), capturada por microscópio eletrônico de varredura.
[Imagem: Tosato/Scappucci/QuTech/DTU]

Tecido quântico

A quase totalidade dos computadores quânticos já operacionais usa qubits semicondutores, que podem não ser os ideais, mas são os mais "fáceis" de fabricar e controlar. Mas essa facilidade merece mesmo as aspas, porque é uma tarefa longe de ser simples, ou então já teríamos computadores quânticos com milhares de qubits.

Há alguns anos, uma equipe da Universidade Delft de Tecnologia, nos Países Baixos, está trabalhando na construção de qubits semicondutores em matrizes, como se fossem transistores, o que permitirá prototipar processadores quânticos muito mais rapidamente.

Agora, esses esforços resultaram na versão mais avançada da arquitetura, que deverá facilitar o teste e a ampliação dos processadores quânticos baseados em qubits semicondutores.

Essa arquitetura, batizada em Qarpet (sigla em inglês para plataforma de pesquisa de matrizes de qubits para engenharia e testes) - de fato ela lembra mais um tecido do que um chip eletrônico tradicional -, permite que centenas de qubits sejam caracterizados dentro do mesmo chip e sob as mesmas condições operacionais usadas na computação quântica.

"Com um chip quântico tão complexo e compacto, as coisas realmente começam a se assemelhar à indústria tradicional de semicondutores," afirmou o professor Giordano Scappucci.

O esquema de barras cruzadas permite colocar até dois milhões de qubits por milímetro quadrado.
[Imagem: Alberto Tosato et al. - 10.1038/s41928-026-01569-5]

2 milhões de qubits por mm²

Quando vista ao microscópio, a estrutura do novo chip quântico lembra a trama de um tecido. Isto porque ele é feito cruzando múltiplos eletrodos, criando uma grade de pequenos "ladrilhos" que se repetem. Cada um desses blocos consegue acomodar dois qubits e um sensor de carga, formando uma unidade autônoma que pode ser medida individualmente.

Esses módulos são conectados em um leiaute de barra transversal, onde linhas e colunas compartilham linhas de controle, semelhante à arquitetura usada na memória dos computadores eletrônicos. Essa arquitetura permite que um único módulo seja selecionado e analisado sem a necessidade de complexas fiações ou eletrônica criogênica. Como resultado, o número total de linhas de controle aumenta gradualmente à medida que a matriz cresce, tornando a abordagem escalável.

O primeiro protótipo de demonstração, feito de uma estrutura semicondutora de germânio/silício-germânio (Ge/SiGe), contém uma matriz de 23 por 23 blocos, o que é suficiente para acomodar até 1.058 qubits. Mesmo assim, toda a matriz requer apenas 53 linhas de controle, mostrando a eficiência do esquema de barra cruzada.

"Este dispositivo atinge uma densidade potencial de cerca de dois milhões de qubits por milímetro quadrado, o que destaca o quão compactos os qubits de spin semicondutores podem ser," disse Scappucci. "Na verdade, com a infraestrutura de medição e automação adequadas, o chip que construímos já nos permitiria sondar mais de mil qubits em um único ciclo de resfriamento."

E, como a plataforma é modular e compatível com as técnicas de fabricação de semicondutores, ela pode ser adaptada para outros tipos de qubits, incluindo qubits baseados em silício.

Mais tópicos