Uncategorized
Ruído como aliado na computação quântica
A operação eficiente de computadores quânticos exige temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto. Contudo, os sistemas de resfriamento, que são essenciais para manter essas condições, costumam gerar ruídos que podem comprometer a integridade das informações quânticas. Um novo estudo da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, revela uma abordagem inovadora que transforma essa limitação em uma vantagem, utilizando o ruído como parte do processo de resfriamento.
Desenvolvimento de um Refrigerador Quântico Inovador
Os pesquisadores criaram um refrigerador quântico em escala reduzida que emprega ruído controlado para otimizar o fluxo de calor em circuitos quânticos. Esse sistema não apenas resfria, mas também pode funcionar como motor térmico ou amplificador de energia, dependendo das circunstâncias. A pesquisa foi publicada na renomada revista Nature Communications e apresenta um dispositivo baseado em uma ‘molécula artificial’ supercondutora, composta por dois qubits interligados a canais de micro-ondas que atuam como reservatórios térmicos.
Desafios e Limitações nos Computadores Quânticos
Nos computadores quânticos que utilizam supercondutores, os circuitos precisam ser resfriados a temperaturas de aproximadamente -273 °C para que os elétrons se movimentem sem resistência. Em tais condições extremas, até pequenas flutuações térmicas ou interferências eletromagnéticas podem anular rapidamente a informação armazenada nos qubits, representando um obstáculo significativo para a operação e expansão desses sistemas. Simon Sundelin, doutorando em tecnologia quântica e principal autor do estudo, destaca que muitos dispositivos quânticos enfrentam limitações relacionadas ao transporte e à dissipação de energia.
O Papel do Ruído Controlado
O principal diferencial do novo sistema está na injeção controlada de ruído de micro-ondas em uma faixa específica de frequência. Essa técnica possibilita o transporte de calor entre os reservatórios por meio da molécula artificial, permitindo medições de fluxos térmicos extremamente pequenos, na ordem de attowatts (10⁻¹⁸ watt). Simone Gasparinetti, professor associado da Universidade de Chalmers e coautor do estudo, menciona que a pesquisa representa um avanço significativo na realização do conceito de refrigeração browniana, que há muito intrigava os físicos.
Implicações para o Futuro da Tecnologia Quântica
Os cientistas acreditam que a capacidade de controlar o calor diretamente dentro de circuitos quânticos pode ter grande relevância para sistemas de maior escala, onde o funcionamento e a leitura dos qubits geram calor local. Aamir Ali, um dos coautores do estudo, ressalta que a habilidade de remover ou redirecionar calor em uma escala tão minúscula é um passo crucial para o desenvolvimento de tecnologias quânticas mais confiáveis.
A pesquisa foi financiada por várias agências de pesquisa da Suécia e da União Europeia, evidenciando o interesse crescente em inovações na área de tecnologia quântica. As informações foram divulgadas pela Science Daily, com base nos dados fornecidos pela Universidade de Tecnologia de Chalmers.
Conclusão
O estudo da Universidade de Tecnologia de Chalmers representa um avanço promissor na superação dos desafios enfrentados pelos computadores quânticos. Ao utilizar o ruído como um aliado no resfriamento, os pesquisadores abrem novas possibilidades para o desenvolvimento de dispositivos quânticos mais eficientes e confiáveis, potencializando a pesquisa e aplicações futuras nesta área revolucionária da tecnologia.
Fonte: https://www.cnnbrasil.com.br