Pesquisadores constroem processador quântico dentro de um diamante

O diamante vem sendo pesquisado por vários cientistas para a construção de processadores quânticos devido a estruturas conhecidas como vacâncias de nitrogênio. Agora, um grupo internacional de pesquisadores mostrou que é possível construir um computador quântico de diamante, e também protegê-lo da decoerência.

A decoerência é uma espécie de ruído ou interferência que atrapalha as sutis inter-relações entre os qubits: quando ela entra em cena, a partícula que estava no ponto A e no ponto B ao mesmo tempo, subitamente passa a estar no ponto A ou no ponto B, apenas.

Outra equipe já havia criado um processador quântico de estado sólido, mas usando materiais semicondutores.

Em relação aos sistemas baseados em gases e líquidos, que representam a grande maioria dos experimentos com computação quântica feitos até hoje, processadores quânticos de estado sólido têm a grande vantagem de poderem crescer em número de qubits sem complicações de ordem prática.

Apesar de os diamantes serem constituídos inteiramente de carbono, todos eles contêm impurezas, ou seja, átomos de outros elementos “perdidos” em sua estrutura atômica. São essas impurezas que interessam aos cientistas e à computação quântica.

O processador quântico de diamante é simples e ele possui dois qubits. O primeiro qubit é um núcleo de nitrogênio, enquanto o segundo é um elétron individual, “vagando” nas proximidades, graças à outra falha na estrutura do diamante – na verdade, o qubit é o spin de cada um deles. Elétrons são melhores do que núcleos para funcionar como qubits, pois podem fazer cálculos mais rapidamente. Por outro lado, eles são vítimas muito mais frequentes da decoerência.

O experimento tem como grande avanço o fato de que os cientistas criaram uma proteção contra a decoerência do elétron, injetando pulsos de micro-ondas que mudam continuamente a direção do seu spin. “É um pouco como uma viagem no tempo,” disse Daniel Lidar, membro da equipe.

A comparação é válida, porque a contínua mudança de direção do spin reverte temporalmente as inconsistências no movimento, conforme os elétrons-qubits retornam à sua posição original.

Com informações de Inovação Tecnológica