Para que a computação quântica seja totalmente realizada, precisaremos dar grandes saltos científicos ao longo do caminho – inclusive encontrar um supercondutor que possa atuar exatamente como o silício na computação de hoje. Uma equipe de pesquisadores acha que a busca pode ter acabado agora.

Introduzir o ditelluride de urânio composto (UTe2), que um novo estudo diz que poderia ser usado para construir circuitos lógicos com cubos – esses bits quânticos super poderosos em um tempo que pode estar em dois estados.

Um dos maiores problemas que muitos físicos estão enfrentando hoje é manter essas oscilações funcionando e estáveis ​​por um bom tempo para fazer qualquer cálculo real com elas. É uma coisa espinhosa conhecida como decoração quântica.

O que faz o UTe2 destacam-se, porque um supercondutor é a sua forte resistência a campos magnéticos – uma resistência a erros que poderiam cair em cálculos quantitativos.

"Este é talvez o silício da era da informação quântica" diz o físico Nick Butch, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). "Você poderia usar o ditelluride de urânio para construir os cabos de um computador quântico eficiente".

Butch e seus colegas depararam-se com as características amigáveis ​​da UTe2 enquanto pesquisava ímãs de urânio baseados em variedades. O pensamento inicial foi o da UTe2 pode se tornar magnético a baixas temperaturas – e enquanto isso não aconteceu, o composto se tornou um supercondutor.

Tecnicamente, a ditelurida de urânio é um trio de spin, em vez de um singlet de spin, como a maioria dos outros supercondutores. Isso significa que Casais de cooper – elétrons ligados a baixas temperaturas – podem ser orientados de outras maneiras.

A física pode se tornar muito complexa muito rapidamente, mas o ponto importante é que esses recursos significam que os pares de Cooper podem ser alinhados em paralelo ao invés de opostos, e isso, por sua vez, sugere UTe.2 deve manter sua supercondutividade em face de perturbações externas (ameaças à coerência quântica).

quantum sc 2Uma "ilustração caprichosa", destacando os benefícios de um supercondutor de trinca de spin. (N. Hanacek / NIST)

"Esses pares de spin paralelos poderiam ajudar o computador a ficar funcional" diz Butch. "Não pode falhar espontaneamente devido a flutuações quantitativas."

Uma das razões pelas quais a computação quântica pode ser uma excelente spinner é que existem muitas abordagens possíveis para ela, e os cientistas ainda não estão certos sobre qual delas funcionará melhor (ou não).

Usando o UTe2 assim levaria o computação quântica topológica abordagem, uma abordagem não explorada tanto quanto outras opções até agora: em essência, ele visa codificar os cabos em uma espécie de quase-partícula que pode não existir.

Muita computação quântica topológica ainda é hipotética, mas sua grande vantagem – se realmente funciona – é que ela não exigiria o mesmo nível de correção de erro quântico apenas para permanecer consistente e estável.

Isso poderia nos dar um kbit lógico que funciona sem a necessidade de muitos outros kbits apenas para correção de erros. A computação quântica topológica tem seus próprios desafios, e ainda estamos muito longe de um computador quântico de propósito geral, mas é um passo na direção certa – como muitos outros avanços interessantes que estamos vendo.

E a equipe acha que o ditelureto de urânio tem mais alguns segredos para desistir, e em termos de computação quântica e supercondutores em geral.

"Investigá-lo ainda poderia nos dar uma ideia do que estabiliza esses supercondutores respiratórios paralelos" diz Butch.

"O principal objetivo da pesquisa sobre supercondutores é ser capaz de compreender a supercondutividade o suficiente para saber onde procurar materiais supercondutores não descobertos".

"Até agora não podemos fazer isso. E sobre eles é essencial? Esperamos que este material nos conte mais."

A pesquisa foi publicada em Ciência.

Esta matéria foi traduzida do portal Science Alert Pty Ltd.