⚛️ Um simples ajuste químico torna os computadores quânticos confiáveis e eficientes

A chave para construir computadores quânticos confiáveis pode residir num simples ajuste de receita química. Investigadores descobriram que uma ligeira modificação na proporção entre dois elementos é suficiente para fazer um material transitar para estados quânticos exóticos. Este método oferece assim uma nova abordagem para dominar estes fenómenos.

Os computadores quânticos prometem resolver problemas fora do alcance das máquinas clássicas. No entanto, o seu desenvolvimento é dificultado pela dificuldade em manter informações quânticas estáveis, frequentemente perturbadas pelo ruído ambiental. Estas máquinas exigem, consequentemente, componentes de grande precisão para funcionar com uma taxa de erro suficientemente baixa para permitir um cálculo utilizável, o que as torna particularmente dispendiosas.


Face a este obstáculo, os cientistas interessam-se por uma categoria particular de materiais: os supercondutores topológicos. Estes possuem propriedades quânticas 'protegidas', suscetíveis de servir de escudo contra perturbações e de preservar os dados com fiabilidade. A sua realização prática continua, no entanto, delicada, pois necessita de condições muito específicas.

Uma equipa da Universidade de Chicago e da Universidade da Virgínia Ocidental desenvolveu uma estratégia mais simples para obter estas propriedades. Ao cultivarem filmes extremamente finos de um composto à base de ferro, telúrio e selénio, podem alterar a proporção entre o telúrio e o selénio. Esta alteração influencia a forma como os eletrões interagem coletivamente, permitindo um 'ajuste' do material para o estado desejado.

O trabalho, publicado na Nature Communications, indica que estas interações eletrónicas desempenham um papel determinante. Quando são demasiado fortes, os eletrões bloqueiam-se; demasiado fracas, as propriedades topológicas desvanecem-se. Mas a um nível ótimo, o material torna-se um supercondutor topológico.

Haoran Lin, um estudante de pós-graduação, compara este efeito a um potenciómetro que se pode girar para atingir o regime ideal.


Esta abordagem baseada em filmes finos, mais fáceis de dominar e integrar em dispositivos do que os cristais maciços, apresenta outras vantagens. Estes materiais funcionam a temperaturas mais elevadas do que algumas alternativas, cerca de 13 Kelvin, o que simplifica o seu arrefecimento com hélio líquido padrão. Além disso, o seu formato é ideal para a fabricação de componentes eletrónicos, abrindo caminho para aplicações concretas.

Atualmente, vários grupos de investigação colaboram para moldar estes filmes e fabricar componentes quânticos. Shuolong Yang, professor associado, vê nisto um instrumento eficaz para a conceção de sistemas mais robustos, o que poderá acelerar o desenvolvimento e a difusão de computadores quânticos.