sábado, 27 de maio de 2017

Bit quântico de grafeno é bem mais que um qubit


O qubit capacitivo é formado por duas camadas de grafeno ensanduichando uma camada de nitreto de boro.



Qubit resistente

Nasceu um novo componente que deverá acelerar ainda mais uma corrida cujos competidores parecem cada vez mais próximos da linha de chegada: a criação de computadores quânticos práticos. Trata-se de um qubit - a unidade básica de cálculo e armazenamento de dados desses computadores futurísticos - feito a partir de uma série de camadas empilhadas de materiais bidimensionais.

A grande vantagem é que o componente se mostrou muito estável, capaz de resistir às influências externas que fazem os qubits perderem os dados muito facilmente - e, nessas dimensões quânticas, virtualmente tudo é interferência, o que exige o uso de temperaturas criogênicas, para tentar diminuir a energia do meio circundante e sua capacidade de interferir com o qubit.

Capacitor como qubit

A grande novidade é que o qubit é na verdade um capacitor, um componente eletrônico básico capaz de armazenar energia e liberá-la em pulsos muito rápidos. A diferença é que, dadas suas dimensões, é um capacitor que opera segundo as leis da mecânica quântica. Sina Khorasani e Akshay Koottandavida, da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, tiveram a ideia de explorar o uso de um capacitor como qubit justamente porque seu princípio de funcionamento o torna mais resistente às interferências externas, já que, em vez de ser influenciado por partículas intrometidas, ele pode simplesmente guardá-las como energia.

Além disso, é mais fácil fabricar um nanocapacitor, que também fica menor do que outras arquiteturas de qubits atualmente sendo pesquisadas.

Mais do que qubits

O componente consiste em camadas do isolante nitreto de boro ensanduichadas entre duas camadas de grafeno. Graças às propriedades pouco usuais do grafeno, a carga que entra no capacitor não é proporcional à tensão - essa não-linearidade é uma etapa essencial no processo de gerar bits quânticos.

E essas características o tornam útil também para outras aplicações na interface entre a eletrônica e a óptica. "Este componente pode melhorar significativamente a forma como a informação quântica é processada, mas também há outras aplicações em potencial. Ele pode ser usado para criar circuitos de alta frequência fortemente não-lineares - até o regime terahertz - ou em misturadores (mixers), amplificadores e para o acoplamento ultraforte entre fótons," escreveram os pesquisadores.


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