Mustafá Ali Kanso
O artigo “Electronic read-out of a single nuclear spin using a
molecular spin-transistor” dos pesquisadores Romain Vincent, Svetlana
Klyatskaya, Mario Ruben, Wolfgang Wernsdorfer e Franck Balestro
publicado recentemente pela revista Nature promete acelerar a
aplicabilidade da computação quântica e da spintrônica na resolução de
problemas complexos da ciência e tecnologia.
Um dos grandes desafios para transformar o computador quântico nesse
instrumento tão esperado é o de isolar os bits quânticos (qubits) da
interferência externa principalmente nos momentos de leitura e escrita
das informações .
“Normalmente, todo contato com o mundo externo altera a informação em
um sistema mecânico-quântico de uma forma completamente descontrolada,”
explica o professor Mario Ruben, do Instituto de Tecnologia de
Karlsruhe. “Por isso precisamos manter o estado quântico estável e
protegido. Por outro lado, a informação precisa ser lida de forma
controlada para que ela possa ser utilizada.”
O problema foi solucionado pelo uso de moléculas magnéticas
complexas, dotadas de um átomo metálico central (térbio) cujo forte
momento magnético – ou spin – funciona como unidade de memória do qubit.
O átomo é completamente cercado por moléculas orgânicas que atuam
como uma espécie de câmera protetora, que segundo Mario Ruben, o
protege seletivamente das interferências externas.
“Quando sintetizamos essa câmara protetora, nós definimos exatamente o
quanto o átomo pode ver do mundo exterior,” explica Ruben.
Cada qubit é constituído, portanto, por um átomo de térbio,
protegido por uma couraça de cerca de 100 átomos de carbono, nitrogênio,
oxigênio e hidrogênio (moléculas orgânicas) , sendo que o conjunto fica
alojado entre dois eletrodos de ouro cujo design, aliado às
propriedades seletivas destas moléculas orgânicas, promove um efeito
similar ao efeito transistor.
Desta forma, quando a molécula fica exposta a um campo magnético
variável a alteração do spin do átomo de térbio é assinalada pela
flutuação na amplitude da corrente elétrica que flui pelo sistema
através dos eletrodos de ouro, possibilitando, assim, a gravação
magnética do qubit e sua posterior leitura elétrica.
“Medindo o fluxo da corrente, descobrimos que o spin nuclear do átomo
de térbio permanece estável por um tempo máximo de 20 segundos,” disse
Ruben. Um tempo muito longo quando comparado aos bilionésimos de
segundos que constituem as respostas padrões dos processos quânticos.
Sem dúvida um passo gigantesco em relação aos recentes avanços no
controle dos qubits de estado sólido, prometendo avanços não apenas na
área da computação quântica ou em estudos da Física fundamental, mas
também, uma aceleração na aplicabilidade da spintrônica, que poderá
oferecer soluções práticas num tempo muito menor do que o estimado até
agora.
Fonte: http://hypescience.com/
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