Computadores quânticos podem ser feitos com eletrônica comum?

Redação do Site Inovação Tecnológica -  08/05/2018

Esquema de um transístor de elétron individual fabricado pela equipe em ambiente industrial. [Imagem: Gonzalez-Zalba et al.]

Eletrônica com elétrons individuais

Uma equipe de várias instituições europeias atirou no que viu e acertou no que não viu - com a vantagem de que o alvo acertado pode ser muito mais futurístico do que o alvo mirado.

Financiado pelo programa de Tecnologias Futuras e Emergentes da União Europeia (FET), o projeto TOLOP (sigla em inglês para Rumo a uma Tecnologia da Informação de Baixa Potência) tinha como objetivo descobrir técnicas para manter o ritmo de miniaturização dos transistoresque vem sustentando a Lei de Moore.

Para isso, eles estavam tentando adaptar para a indústria a fabricação de transistores de um único elétron e transistores de um único átomo. Isso exigia descobrir como os transistores de elétrons e átomos individuais poderiam ser produzidos em massa, como integrá-los nos circuitos eletrônicos convencionais e ver se eles poderiam funcionar de forma confiável.

E a equipe teve êxito, conforme suas demonstrações atestaram em parceria com a empresa japonesa Hitachi.

"O grande avanço que o TOLOP demonstrou é que dispositivos de elétrons individuais podem ser construídos em nível industrial," frisou Fernando Gonzalez Zalba, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

Transístor vira qubit

Mas surgiu um problema, um problema que não pode ser chamado exatamente de inesperado quando se lida com elétrons e átomos individuais: os transistores produzidos pela equipe só funcionam em temperaturas criogênicas. Tente usá-los em temperaturas mais altas e os efeitos do elétron único ou do átomo individual tornam-se fracos demais para serem usados em aplicações práticas.

Foi neste momento que o alvo inesperado passou voando pela cabeça dos pesquisadores: dispositivos binários de elétron único e de átomo único são componentes ideais para funcionarem não apenas como bits eletrônicos, mas também como bits quânticos - e a computação quânticanão se importa com as baixas temperaturas, já que a quase totalidade dos qubits exige temperaturas criogênicas.

A equipe correu para testar seus transistores como qubits, e os resultados foram promissores. E, se esses componentes quânticos puderem ser fabricados usando os mesmos métodos de nanofabricação que os transistores convencionais, o custo de produção seria significativamente reduzido, aproximando a computação quântica do mercado.

Já com os objetivos ajustados, a equipe recebeu um financiamento adicional para verificar se isso é de fato possível.

"Nós queremos demonstrar que a mesma tecnologia usada em nossos computadores pode ser usada para a computação quântica," anunciou Zalba.