Uma equipe de pesquisadores das universidades de Melbourne, na Austrália, e Manchester, no Reino Unido, desenvolveu um método para produzir silício extremamente puro, prometendo revolucionar a computação quântica.
Esse avanço pode possibilitar a criação de computadores quânticos com até 1 milhão de qubits, um número inimaginável até agora.
O Impacto do silício ultrapuro
A pureza do silício é fundamental para a criação de qubits de alta qualidade, que são os blocos de construção dos computadores quânticos.
O silício natural contém três isótopos: silício-28, silício-29 e silício-30. Porém, apenas o silício-28 é adequado para a computação quântica.
A presença de silício-29, que representa cerca de 4,5% do silício natural, prejudica a coerência quântica devido ao seu núcleo adicional, que age como um ímã e causa erros de computação.
Técnica inovadora de purificação
Ravi Acharya e sua equipe desenvolveram uma técnica para purificar o silício, reduzindo a presença do isótopo indesejado silício-29 de 4,5% para apenas 0,0002%.
Eles conseguiram isso direcionando um feixe focado de átomos de silício-28 puro em um chip de silício, substituindo gradualmente os átomos de silício-29.
Esse processo pode ser realizado com máquinas padrão, como um implantador de íons, encontrado em laboratórios de semicondutores, ajustado com uma configuração específica projetada pela equipe.
Avanços na computação quântica
A capacidade de criar silício tão puro resolve um dos maiores obstáculos para o desenvolvimento de computadores quânticos de alta qualidade.
Até agora, o maior processador quântico de silício tinha apenas seis qubits. Com o silício ultrapuro, será possível criar processadores com até um milhão de qubits, o que pode levar a um salto gigantesco na capacidade de processamento quântico.
Benefícios e aplicações
Os computadores quânticos prometem superar em muito os supercomputadores atuais, especialmente para certas aplicações como simulação de materiais, otimização e criptografia.
Com o novo nível de pureza do silício, espera-se que a coerência quântica dos qubits seja mantida por muito mais tempo, permitindo cálculos quânticos complexos sem erros.
A equipe de Melbourne já detém o recorde mundial de coerência de qubit único em silício, com um tempo de 30 segundos, usando silício menos puro.
Com o silício ultrapuro, esse tempo pode aumentar ainda mais, permitindo a criação de computadores quânticos confiáveis.
Futuro da computação quântica
David Jamieson, da Universidade de Melbourne, destaca que a produção de silício-28 extremamente puro é apenas o começo.
O próximo passo é demonstrar a capacidade de manter a coerência quântica para muitos qubits simultaneamente.
Um computador quântico confiável com apenas 30 qubits já poderia superar o poder dos supercomputadores atuais em algumas aplicações.
A expectativa é que, com a nova técnica de purificação, a construção de computadores quânticos de grande escala se torne uma realidade.
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Fonte: Inovação Tecnológica
