Os cientistas criaram silício surpreendentemente puro – um novo material inovador que poderia finalmente tornar possíveis os computadores quânticos.
Uma nova técnica permite que os engenheiros produzam silício altamente purificado, que é o material perfeito para construir grandes computadores quânticos, dizem os cientistas por trás dela. Esses computadores quânticos poderão eventualmente ser “transformadores para a humanidade”, resolvendo problemas que poderiam levar séculos com a tecnologia atual.
O material inovador ajudará a superar um problema que atormenta as tentativas de construção desses computadores, conhecido como “coerência quântica frágil”. Isso se refere ao fato de que os computadores quânticos tendem a acumular erros muito rapidamente, o que significa que em breve poderão tornar-se não confiáveis.
Bits quânticos ou qubits são os blocos de construção dos computadores quânticos, assim como os bits de um computador clássico. Mas podem ser afetados por pequenas variações em seu ambiente, incluindo mudanças na temperatura – de modo que mesmo os computadores quânticos que temos hoje, que são colocados em refrigeradores que os mantêm quase no zero absoluto, só podem funcionar sem erros durante uma fração de segundo.
A criação do novo material poderia ajudar a superar esses problemas. Ele usa qubits feitos de átomos de fósforo que são então colocados em cristais de silício puro e estável, o que os torna muito mais robustos.
O processo dispara um feixe focado de silício puro em um chip de silício, removendo os átomos indesejados e substituindo-os por silício puro. Reduziu a quantidade de átomos indesejados de 4,5% para 0,0002%.
“A grande notícia é purificar o silício a este nível, agora podemos usar uma máquina padrão – um implantador de íons – que você encontraria em qualquer laboratório de fabricação de semicondutores, sintonizado com uma configuração específica que projetamos”, disse David Jamieson, da Universidade de Melbourne, que co-supervisionou o projeto.
A descoberta pode ter acelerado “significativamente” o trabalho para construir um computador quântico útil, disse Richard Curry, professor de materiais eletrônicos avançados na Universidade de Manchester, onde grande parte do trabalho foi realizado. O que antes poderia estar a dez anos de distância agora pode ser feito em cinco anos ou menos, disse ele.
Os cientistas usaram silício para fabricar os chips que alimentam os computadores clássicos há décadas. Mas o silício natural vem com pequenas impurezas que podem fazer com que os qubits percam informações e tornar qualquer computador quântico executado neles não confiável.
A descoberta da Universidade de Manchester remove essas impurezas, porém, produzindo o silício mais puro do mundo. Isso poderia eventualmente permitir um computador quântico ampliado que poderia fornecer um vasto poder em um pacote pequeno.
Os investigadores apontaram para uma série de potenciais avanços que seriam possibilitados por computadores quânticos práticos: novos poderes para a inteligência artificial, comunicações, a criação de novos medicamentos e novas formas de utilizar a energia.
Mas primeiro os pesquisadores devem mostrar que o silício puro pode ser usado para criar um computador com muitos qubits que possam manter sua coerência ao mesmo tempo.