Diodos supercondutores geram corrente contínua para circuitos quânticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/06/2025

Esquema do retificador supercondutor de onda completa em ponte.
[Imagem: Josep Ingla-Aynés et al. - 10.1038/s41928-025-01375-5]

Retificador supercondutor

Há cerca de dois anos, pesquisadores do MIT, nos EUA, demonstraram como um diodo supercondutor pode reduzir drasticamente o uso de energia na computação.

Desde então eles têm colocado a mão na massa para fazer isso na prática, e agora apresentaram o primeiro circuito completo usando seus novos componentes, que deixam a eletricidade passar sem qualquer resistência.

Diodos são componentes eletrônicos que permitem que a corrente elétrica flua em apenas uma direção. Junte dois deles e você tem um transístor. Mas o padrão até agora era fabricar diodos de semicondutores. Mas a equipe demonstrou que diodos feitos de materiais supercondutores têm muitas vantagens.

Para demonstrar seu uso prático, a equipe montou um circuito composto por quatro diodos supercondutores interligados de maneira precisa para criar um retificador, ou seja, um circuito capaz de converter corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) - o circuito demonstrado é chamado retificador de onda completa em ponte.

Não foi uma escolha ao acaso: Converter correntes CA em correntes CC em temperaturas criogênicas é um requisito de todos os circuitos envolvendo tecnologias quânticas, incluindo sistemas lógicos supercondutores usados nos computadores quânticos.

"A vantagem exclusiva do nosso projeto de circuito retificador com diodos supercondutores é que ele permite a colocação de quatro diodos supercondutores altamente eficientes em um circuito retificador de onda completa, algo que não era possível antes. Demonstramos seu funcionamento para correntes de entrada até altas frequências," escreveram Josep Ingla-Aynés e seus colegas.

Tudo foi feito em filmes finos, viabilizando a inclusão do circuito retificador supercondutor no interior de chips.
[Imagem: Josep Ingla-Aynés et al. - 10.1038/s41928-025-01375-5]

Aplicações quânticas

Em um teste inicial, o circuito foi capaz de converter correntes CA em sinais CC na temperatura do hélio líquido com uma eficiência superior a 42%.

"Nosso trabalho tem aplicações diretas para alimentar circuitos lógicos e quânticos supercondutores com polarização CC e, portanto, permite sua operação em escala ampliada, sendo, portanto, a aplicação prática mais relevante," escreveu a equipe. "Esses circuitos também são usados no controle de computadores quânticos. A introdução de retificadores no chip deve ajudar a aumentar a miniaturização, reduzindo o consumo de energia e o ruído eletromagnético para a coerência do sinal desses sistemas."

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