Primeira cabeça de leitura para computadores quânticos é criada

Pesquisadores alemães e espanhóis criaram a primeira cabeça de leitura capaz de recuperar os dados de um dos mais promissores tipos de bits quânticos.

Para ler os dados gravados magneticamente em um disco rígido ou opticamente em um DVD, são necessários sensores, conhecidos como cabeças de leitura, capazes de ler o dado registrado – num caso é uma cabeça de leitura magnética, no outro uma cabeça de leitura óptica.

No entanto, ler qubits sempre foi um problema, devido à sua impressionante fragilidade – basta tentar ler uma informação quântica para interferir com ela. Mas Andreas Brenneis e seus colegas encontraram uma solução explorando a transferência de energia entre os qubits no interior de um diamante e uma camada externa de grafeno.

Os qubits de diamante existem em pontos chamados vacâncias de nitrogênio, que surgem na própria estrutura atômica do diamante. Eles são considerados os qubits mais estáveis atualmente e, portanto, um dos mais promissores rumo ao uso prático.

O problema é que até agora não existia uma maneira fácil de ler opticamente a informação armazenada dentro dos nanodiamantes.

Quando a luz de um laser é disparada no diamante, no interior do qual está o qubit – na verdade, há centenas de qubits dentro de um único nanodiamante -, um fóton do laser tira um elétron do centro da vacância de nitrogênio do seu estado fundamental de energia e o eleva para um estado excitado.

“O sistema do elétron excitado e o estado fundamental desocupado podem ser vistos como um dipolo, que, por sua vez, induz outro dipolo compreendendo um elétron e uma lacuna na camada de grafeno vizinha,” explicou o professor Alexander Holleitner, da Universidade Técnica de Munique.

Bastou acrescentar dois eletrodos na camada de grafeno para ler os resultados – a leitura acontece em intervalos de tempo na casa dos picossegundos.

Graças a essas velocidades extremamente rápidas de comutação dos nanocircuitos desenvolvidos pela equipe, as cabeças de leitura construídas com essa tecnologia poderão ser usadas para medir diversos processos extremamente rápidos.

Integrados a um computador quântico, elas permitirão velocidades de clock que alcançam a faixa dos terahertz – 1 THz equivale a 1.000 GHz.

Com informações de Inovação Tecnológica