A busca de um novo caminho para construir computadores quânticos

Físico relata descoberta do spin do elétron, opção para codificar informação em bits quânticos

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O desafio da construção de computadores quânticos é o tema da coluna do físico Paulo Nussenzveig, professor e coordenador do Programa de Pós-Graduação do Instituto de Física (IF) da USP. “Há vários sistemas físicos atualmente em estudo para desempenharem o papel dos bits quânticos, os qubits. Dentre esses, estão sistemas em que elétrons ficam fortemente confinados, chamados de pontos quânticos. Mas os qubits, associados à carga desses sistemas, têm tempos de vida muito curtos, dificultando seu uso em aplicações”, diz. “No último mês de março, um grupo de pesquisadores da Holanda e do Canadá, incluindo um brasileiro, publicou um trabalho na revista Science em que demonstra que seria mais útil usar o spin do elétron, ao invés da sua carga, para codificar a informação.”

O professor relata como aconteceu a detecção do spin do elétron, feita pelo físico alemão Otto Stern quando trabalhava no desenvolvimento de métodos de estudo de feixes moleculares (ou feixes atômicos). “Num seminário, Stern ouviu uma previsão sobre um efeito da teoria quântica que ainda não tinha sido observado. No dia seguinte, ele acordou cedo, porém estava muito frio e ele resolveu ficar mais tempo na cama quentinha. Ficou deitado pensando e teve a ideia do experimento que queria realizar”, conta. “Ele conseguiu arregimentar um colega, Walther Gerlach, para a empreitada desenvolvida no Instituto de Física Teórica em Frankfurt. Em poucas palavras, a ideia do experimento é a seguinte: os elétrons nos átomos podem se comportar como pequenos ímãs, pequenas bússolas, que se orientam em campos magnéticos.”

O físico também aponta alguns fatos que mudaram os rumos dos experimentos. “Stern contou que, por ser professor assistente, com baixo salário, os charutos que fumava (inclusive dentro do laboratório) eram de má qualidade. Os charutos continham muito enxofre e a prata depositada na placa, ao ser exposta à fumaça dos charutos que ele fumava fazendo o experimento virou sulfeto de prata, que é preto. Só por isso, eles foram capazes de detectar os átomos!”, observa.

Ouça , no link acima, a íntegra da coluna Ciência e Cientistas.

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