Tecnologia: β-B2Pd e a revolução da computação quântica

Saiba como como essa partícula é capaz de transformar a física e a computação quântica que conhecemos hoje

Estamos diante de novos caminhos na transformação digital com a descoberta de um novo material: β-B2Pd, um supercondutor que existe em estado quântico. Capaz de revolucionar a computação quântica, suas propriedades especiais podem inclusive ser os elementos básicos de novas tecnologias no futuro.

As possibilidades são de avançar em temas como inteligência artificial, desenvolvimento de medicamentos, modelagem financeira e previsão do tempo. 

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O incrível mundo dos anyons

Vivemos em um mundo tridimensional e nele existem apenas dois tipos de partículas. Os “férmions” que se repelem e “bósons” que se atraem. Existem dois exemplos bastante conhecidos e estudados: o elétron conduz eletricidade e é um exemplo de férmion; já a partícula de luz conhecida como fóton é um tipo de bóson. 

Os anyons existem como partículas bidimensionais. Não se comportam como um férmion ou um bóson ou como nenhuma outra partícula conhecida. Os anyons são especialmente importantes para os cientistas que buscam a evolução no desenvolvimento da computação quântica.

E, agora que você relembrou o que é um anyon, vamos compreender o que é computação quântica.

Entenda o conceito de computação quântica

A computação quântica costuma ganhar as manchetes. A própria palavra quantum é bastante intrigante e, combinada com a promessa de poder computacional que supera tudo o que vimos até agora, torna-se irresistível. 

Para entender a computação quântica, lembre-se primeiro de que um computador comum a computação Booleana, tradicional, é baseada na combinação dos números zero e um. E, por mais inteligente que um algoritmo possa parecer, tudo o que ele faz é manipular sequências de bits, ou seja, combinações de 0 e 1.

Já a computação quântica utiliza fenômenos mecânicos de superposição e emaranhamento. Para fazer isso, eles contam com bits quânticos, mais conhecidos como qubits.

E como os anyons se relacionam com os qubits? Confira a seguir. 

Por que os anyons ajudam os qubits

Os dispositivos atuais de computação quântica ainda são altamente suscetíveis a erros. Isso acontece porque, para que os materiais utilizados como semicondutores sejam mantidos em estado quântico, se transformando em tecnologia qubit, é preciso potencializá-los para essa função.

Para que isso aconteça é usado um líquido que possibilita o giro quântico em conjunto com campos magnéticos externos. Esse esforço exige uma gigantesca quantidade de energia, o que impede o avanço da computação quântica fora de laboratórios e ambientes especiais. 

Se os condutores de informação são instáveis e não servem naturalmente à função, as falhas são uma consequência. A partir do momento em que são descobertos anyons supercondutores, o cenário muda completamente. Por isso as partículas β-B2Pd representam um grande avanço no desenvolvimento da computação quântica.

O β-B2Pd é uma película fina de bismuto cristalino e paládio. Quando formado em anel, exibe uma capacidade não convencional de alternar a corrente no sentido horário e anti-horário simultaneamente.

Essa superposição de correntes pode permitir que o material atue como um qubit e, como os anyons, eles já estão naturalmente em estado quântico. 

Isso significa que não será mais necessário o líquido de giro quântico e a energia para preparar os semicondutores. O anel criado não precisa de ímãs externos para circular a corrente nas duas direções, funcionando sem um campo magnético.  

Na prática é a centelha para o desenvolvimento de novas tecnologias qubits que possibilitem o desenvolvimento de máquinas mais acessíveis e em escala industrial. 

Como devemos imaginar a computação quântica no futuro

Os computadores quânticos podem estimular o desenvolvimento de novas descobertas científicas. Isso inclui desde métodos de aprendizado de máquina para diagnosticar doenças mais rapidamente até estratégias financeiras para viver bem na aposentadoria, por exemplo.

Uma das aplicações mais promissoras dos computadores quânticos é a simulação do comportamento da matéria até o nível molecular. 

A Volkswagen usa computadores quânticos para simular a composição química das baterias de veículos elétricos e ajudar a encontrar novas maneiras de melhorar seu desempenho. E as empresas farmacêuticas estão aproveitando-os para analisar e comparar compostos que podem levar à criação de novos medicamentos.

A computação quântica também é ótima para problemas de otimização, pois pode processar um grande número de soluções com extrema rapidez. A Airbus utiliza recursos quânticos para prever o tempo e calcular o consumo de combustível em pousos e decolagens.

O mercado de computação quântica deve crescer fortemente na próxima década, de acordo com um relatório de mercado da Tractica. Isso significa atingir US $ 9,1 bilhões anualmente até 2030. 

Muitas empresas líderes, como IBM, Intel, Google e Microsoft estão buscando iniciativas quânticas. 

Com certeza vai demorar alguns anos para os computadores quânticos atingirem todo o seu potencial. Não estamos falando de comparar o melhor processador de hoje com o de 10 anos atrás, mas sim pensar na diferença de velocidade entre um caracol e um avião supersônico.   

E, se essas novas máquinas de computação cumprirem suas promessas, poderão mercados indústrias inteiros e acelerar a transformação digital global.

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