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Físicos deram o primeiro passo em direção à construção de computadores quânticos a partir de moléculas individuais presas a dispositivos a laser chamados pinças ópticas.
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Segundo a Nature, dois grupos de cientistas relataram seus resultados na Science nesta quinta-feira (7), em ambos os casos fazendo pares de moléculas de monofluoreto de cálcio interagirem de forma que ficassem entrelaçadas – efeito crucial para a computação quântica.
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Essas descobertas são consideradas marco importante, pois abrem caminho para aproveitar estados entrelaçados e melhorar as aplicações potenciais de matrizes de pinças moleculares. Essa abordagem utiliza moléculas como qubits, unidades fundamentais da informação quântica, em vez de átomos ou íons como em outras plataformas de computação quântica.
Os experimentos envolveram o uso de pinças ópticas para prender moléculas de monofluoreto de cálcio individualmente em cada unidade de pinça. As moléculas foram resfriadas a temperaturas próximas do zero absoluto, fazendo com que ficassem praticamente imóveis. Esta técnica permitiu aos cientistas manipular o estado de rotação dessas moléculas para representar os estados “0” e “1” dos qubits.
Monofluoreto de cálcio
- O monofluoreto de cálcio é altamente polarizado, o que significa que uma carga elétrica negativa se concentra no átomo de flúor, deixando um extremo da molécula com carga positiva líquida no átomo de cálcio;
- Os pesquisadores conseguiram fazer com que duas moléculas de monofluoreto de cálcio interagissem ao sentirem os polos positivo e negativo uma da outra;
- Esse tipo de interação dipolar entre moléculas é característica única e abre novas possibilidades para manipular informações quânticas;
- Embora os computadores quânticos baseados em moléculas possam ser mais lentos para a maioria das aplicações em comparação com outras plataformas de qubits, a utilização de moléculas permite a manipulação de informações quânticas usando “qutrits”, que possuem três estados possíveis, abrindo caminho para simulações quânticas de materiais complexos ou até mesmo das forças fundamentais da física.
Esses avanços também podem contribuir para o uso de moléculas presas para medidas de alta precisão que poderiam revelar a existência de novas partículas elementares. Os pesquisadores destacam a rapidez com que o campo da computação quântica tem avançado e afirmam que as moléculas serão base de plataforma competitiva capaz de realizar simulações quânticas.
Essas descobertas representam avanço significativo na construção de computadores quânticos utilizando moléculas individuais presas a pinças ópticas.
Além de abrir caminho para nova abordagem na computação quântica, esses estudos possibilitam a manipulação de informações quânticas utilizando “qutrits” e oferecem oportunidade de simular materiais complexos e forças fundamentais da física de forma mais precisa.
Com novas possibilidades de medir partículas elementares, espera-se que essa tecnologia revolucione a ciência e a computação no futuro próximo.
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