Qubit positivo é 10 vezes melhor para computador quântico

Já se sabe que os dados podem ser gravados no spin dos elétrons, o que está abrindo os campos de pesquisa da chamada “pós-eletrônica”, incluindo o spintrônica e computação quântica.

Uma das vantagens é que os dados não precisam ser binários – como é uma propriedade quântica, o spin dos elétrons pode ter mais de um valor, guardando não apenas 0s e 1s, mas, por exemplo, 0, 1, 2 e 3.

Entretanto, isso não é fácil de fazer. Uma das maiores dificuldades é que esses qubits são muito frágeis, e perdem seus múltiplos dados muito facilmente. Os cientistas insistem em utilizar esses elétrons por representam as cargas negativas da corrente elétrica. Mas a eletricidade também tem suas cargas positivas, as chamadas lacunas. Então por que ninguém usa lacunas para guardar dados spintrônicos?

Vlad Pribiag, da Universidade de Delft, Holanda, e Sergey Frolov, da Universidade de Pittsburgh, EUA, pensaram nisso e conseguiram fazer a coisa funcionar. Assim, o resultado permitiu usar lacunas para construir um qubit, o que gerou um resultado autenticamente positivo.

Os spins das lacunas  permitiram guardar dados no mesmo estado físico por um tempo 10 vezes maior. Ao contrário dos spins dos elétrons, os spins das cargas positivas não interagem com os spins do núcleo, o que os torna muito mais estáveis.

Qubits com um tempo de vida 10 vezes maior é um passo substancial rumo à criação dos primeiros computadores quânticos práticos, que possam dispensar os aparatos de controle e isolamento usados nos experimentos de laboratório atuais.

De acordo com Frolov, as lacunas são literalmente espaços vazios deixados quando os elétrons são retirados: sai a carga negativa e fica a carga positiva.

Com filamentos extremamente finos do semicondutor InSb (antimoneto de índio), os pesquisadores criaram uma espécie de transístor de nanofio que expulsa os elétrons para formar lacunas estáveis. Em seguida, eles colocaram uma dessas lacunas no interior de uma “caixa” – um ponto quântico – e controlaram seu spin usando campos elétricos, o que é mais simples de fazer do que usar campos magnéticos.

“Os spins são os menores ímãs do nosso Universo. Nossa visão do que será um computador quântico envolve a conexão de milhares de spins, e agora sabemos como controlar um único spin. A seguir, queremos expandir esse conceito para incluir múltiplos qubits,” descreveu Frolov.

Com informações de Inovação Tecnológica