Em uma descoberta que ajuda a clarear o caminho para a computação quântica,
físicos da Universidade de Michigan encontraram elétrons de
Dirac em uma amostra de material supercondutor.
Computadores quânticos usam átomos para realizar tarefas de processamento e memória. Esse tipo de computador promete aumentos drásticos no poder dos computadores devido a capacidade de realizar diversos cálculos ao mesmo tempo.
A combinação inédita que os pesquisadores encontraram numa amostra brilhante e preta, feita dos elementos cobre, bismuto e selênio, leva a liga a uma classe de elite que pode servir como o silício da era quântica.
Supercondutores podem, a temperaturas frias o suficiente, conduzir eletricidade indefinidamente, dada uma quantidade inicial de energia, considerando que eles não apresentam resistência elétrica. Os elétrons de Dirac (em homenagem ao cientista que propôs a equação que descreve seus movimentos) são partículas com energia tão alta que mistura os reinos da física clássica e quântica.
"Eles são uma ponte entre mundos", disse Lu Li, professor assistente de física no College of Literature, Science, and the Arts, e líder de um estudo publicado na última edição da revista Physical Review Letters.
Outros grupos de pesquisa já haviam previsto a presença do elétron de Dirac na mesma liga, mas ninguém nunca o tinha detectado antes. Li e seus colegas conseguiram observar oscilações quânticas no material resfriando a amostra a temperaturas criogênicas e expondo-a a um campo magnético forte. Sob a ação desse campo, os elétrons precessionam como um pião e os pesquisadores puderam detectar as oscilações quânticas impondo variações na intensidade do campo magnético e na temperatura.
Na computação tradicional trabalhamos com bits, que podem assumir os valores 0 ou 1. Já na computação quântica, temos os “qubits”, que podem assumir os valores 0 e 1 ao mesmo tempo. Porém, o fato de medirmos o seu estado quântico em um determinado momento força o sistema a escolher somente um dos dois valores, o que acaba sendo a característica mais excitante desse jogo quântico, mas inviabiliza a computação.
Considerado como um dos principais obstáculos para a fabricação de computadores quânticos, grupos de pesquisa estão explorando caminhos para contornar esse problema conhecido como “ruído local”. O novo grupo de materiais, do qual essa liga faz parte, apresenta uma nova possibilidade. Os elétrons de Dirac presentes nessa substância tem a habilidade de se agruparem de tal maneira que são detectáveis para um observador, mas não para os “qubits”. Dessa forma os “qubits” podem seguir calculando sem saber que estão sendo medidos. Esse material é a grande promessa no ramo da computação quântica.
Leia mais em: A bridge to the quantum world
Artigo completo: Physical Review Letters
