ATENTO OLHAR

Físico cria ¨átomo virtual¨ para computador quântico
29/06/2008 - Folha de S.Paulo

Um grupo de físicos anunciou ter dado uma passo importante para a criação do computador quântico, a máquina que promete revolucionar a informática mundial, mas que por enquanto só existe na imaginação dos cientistas. Se um dia for possível dar vida a esse dispositivo conceitual, porém, os pesquisadores dizem que já existe um material com as propriedades necessárias à proposta.

Se tudo der certo, um estudo publicado agora na revista ¨Nature Physics¨. com/nphys indica que o principal elemento a compor os novos supercomputadores será o mesmo de sempre: o silício. É um avanço considerável, levando em conta que experimentos de computação quântica em pequena escala que já têm sido feitos têm usado materiais caros e difíceis de controlar.

¨Até agora, a computação quântica de grande escala tem sido um sonho¨ afirma em comunicado à imprensa o físico Gerhard Klimeck, da Universidade Purdue, de Indiana (EUA), um dos autores do estudo. ¨Este avanço não vai fazer com que os computadores quânticos surjam dez anos mais rápido, mas nossos sonhos sobre essas máquinas estão agora mais realistas.¨


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Um, zero e ambos

Um computador quântico tem uma propriedade especial que multiplica exponencialmente sua capacidade de cálculo. A computação tradicional é toda organizada em bits, pacotes de informação binária, que representam os valores 1 e 0. Todos os cálculos feitos por um PC caseiro ou pelo supercomputador Roadrunner, da IBM, são ainda estruturados dessa maneira: números e cálculos representados por 1 ou 0.

A computação quântica propõe usar propriedades inusitadas de partículas elementares, como os elétrons, para criar um bit quântico, o ¨qubit¨. Diferentemente do bit comum, ele é capaz de registrar 1, 0 ou ¨ambos¨. Na linguagem dos físicos, isso significa que a partícula pode existir em uma ¨sobreposição¨ de dois estados.

Concretamente, isso não tem um significado muito claro, mas, mesmo sem entender muito bem por que o mundo das partículas elementares é tão bizarro, físicos já estão elaborando uma maneira de tirar proveito das propriedades estranhas da física quântica na computação.

Quando o processador de um computador comum recebe, por exemplo, a tarefa de procurar um nome em uma lista, ele tem de ¨ler¨ nome por nome até achar aquele que é correto. O que o uso do ¨qubit¨ permitiria, na prática, seria uma busca geral de uma vez só, em uma única grande operação.

O problema é que os ¨qubits¨ foram concebidos como estados específicos de átomos ou elétrons individuais, e é experimentalmente quase impossível exercer controle sobre grupos grandes dessas partículas. O que Klimeck e seus colegas fizeram foi bolar uma espécie de ¨átomo virtual¨, criado pela interação eletromagnética entre uma placa de silício e partículas de arsênio. O espaço entre a placa e as partículas pode capturar elétrons da mesma forma que o núcleo de um átomo, mas só quando há aplicação de eletricidade na placa.

¨Podemos controlar a localização do elétron com esse átomo artificial e, portanto, controlar seu estado quântico com um campo elétrico aplicado externamente¨, diz o físico.