Computadores Quânticos Baseados em Moléculas: A Subistituição do bit Esta Prestes a Acontecer

O futuro da computação quântica esta cada vez mais perto de uma experiência domestica

A fronteira da computação quântica está prestes a ser redefinida à medida que pesquisadores exploram a construção de computadores quânticos utilizando moléculas individuais em vez de transistores tradicionais na faixa nanométrica. Essa abordagem inovadora, envolvendo moléculas e luz laser, não apenas desafia as convenções, mas também oferece uma visão empolgante do futuro da computação quântica.

Ao contrário dos transistores convencionais, que operam em escalas nanométricas, a pesquisa atual utiliza o princípio das pinças ópticas, um conceito existente há três décadas. O uso de luz laser para capturar, reter e detectar células e moléculas individuais serve como base para interconectar um conjunto de moléculas, que agora atuam como qubits em um computador quântico.

Dois grupos de pesquisa recentemente utilizaram esta abordagem inovadora, empregando moléculas de monofluoreto de cálcio, cada uma composta por um átomo de cálcio e um átomo de flúor. A diferença significativa na carga atômica entre esses elementos permite a observação clássica dos estados “0” e “1” a nível molecular.

O futuro

O processo para alcançar essa estrutura é desafiador, exigindo um complexo de pinças ópticas, essencialmente lasers, cada uma contendo uma única molécula. Além disso, é necessário resfriar as moléculas quase ao zero absoluto para evitar vibrações, tornando o esforço para criar essa estrutura monumental.

Apesar dos desafios, os pesquisadores estão animados com as possibilidades futuras. A complexidade das moléculas em comparação com transistores tradicionais sugere a criação de estados mensuráveis mais numerosos. A próxima fase pode ver a transição de bits e qubits para “tribits” ou “qutrits”, incorporando estados adicionais (-1, 0 e +1) em um computador quântico baseado em moléculas.

Esta mudança não apenas diminuiria a unidade básica de armazenamento da faixa do nanômetro para o picômetro, mas também aumentaria significativamente a densidade de informação. Ao utilizar “3” como base, a quantidade de informação armazenada seria substancialmente maior, proporcionando avanços notáveis na capacidade de processamento.

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Embora os desafios tecnológicos e energéticos persistam, a visão de um futuro onde trilhões de estados podem ser acomodados em uma área de superfície semelhante à dos transistores atuais é promissora. A computação quântica baseada em moléculas pode ser a chave para desbloquear potenciais inexplorados na revolução da informação e processamento de dados. O futuro promete transformações emocionantes no cenário da computação quântica.

Fonte: Nature