Avanços em Computação Quântica: Uso do Ruído para Resfriamento
Computadores quânticos requerem temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto, para funcionar corretamente. No entanto, os sistemas de resfriamento utilizados podem gerar ruído que compromete a integridade das informações quânticas. Um novo estudo da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, apresenta uma abordagem inovadora que utiliza esse ruído como parte do processo de resfriamento.
Inovação no Resfriamento Quântico
Os pesquisadores desenvolveram um refrigerador quântico em escala mínima que emprega ruído controlado para gerenciar o fluxo de calor em circuitos quânticos. Este sistema não apenas resfria, mas também pode funcionar como motor térmico ou amplificador de energia, dependendo das condições operacionais.
A pesquisa foi publicada na revista Nature Communications e apresenta um dispositivo baseado em uma “molécula artificial” supercondutora, composta por dois qubits conectados a canais de micro-ondas que atuam como reservatórios de calor quente e frio.
Desafios da Computação Quântica
Nos computadores quânticos supercondutores, os circuitos precisam ser resfriados a cerca de -273 °C para que os elétrons se movam sem resistência. Nesses ambientes extremos, pequenas variações de temperatura e interferências podem rapidamente apagar as informações armazenadas nos qubits, dificultando a operação e a expansão desses sistemas.
Simon Sundelin, doutorando em tecnologia quântica, destaca que muitos dispositivos quânticos enfrentam limitações relacionadas ao transporte e dissipação de energia. Compreender esses mecanismos é essencial para projetar dispositivos quânticos com fluxos de calor previsíveis e controláveis.
Ruído Controlado como Solução
O diferencial do novo sistema é a utilização intencional de ruído de micro-ondas, injetado de forma controlada em uma faixa específica de frequência. Esse ruído facilita o transporte de calor entre os reservatórios através da molécula artificial, permitindo a medição de fluxos térmicos extremamente pequenos, na ordem de attowatts (10⁻¹⁸ watt).
Simone Gasparinetti, professor associado da Universidade de Chalmers, afirma que este trabalho representa um avanço significativo na realização do fenômeno conhecido como refrigeração browniana. A capacidade de controlar o calor dentro de circuitos quânticos pode ser crucial para sistemas maiores, onde o funcionamento dos qubits gera calor local.
Aamir Ali, coautor do estudo, ressalta que a habilidade de remover ou redirecionar calor em escalas tão diminutas pode levar ao desenvolvimento de tecnologias quânticas mais confiáveis. O estudo foi financiado por agências de pesquisa da Suécia e da União Europeia.
Fonte por: CNN Brasil