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Computação quântica: Átomo plano bizarro representa grande avanço

Por Miguel Kramer, em 2.07.2008

“Se você quiser construir um computador terá que ser capaz de controlar a ocupação dos estados quânticos. Nós podemos controlar a localização do elétron neste átomo artificial e então controlar o estado quântico com um campo elétrico aplicado externamente.”

A nova molécula foi descoberta primeiramente por Sven Rogge e seus colegas da Delft University of Technology, na Holanda. Sua equipe estava fazendo experiências em impurezas em transistores nanométricos. Eles descobriram que um único átomo estava transportando elétrons, mas não conseguiam encontrar a impureza responsável. Descobriram que não era uma impureza, mas um átomo sintético com uma característica de próton/elétron desconhecida, criada pela corrente elétrica. O átomo exótico era plano e formava uma molécula com o átomo de arsênio do transistor.

Muitos detalhes desta imagem ficaram claros graças ao trabalho de físicos como Lloyd Hollenberg da Universidade de Melbourne, na Austrália, que ajudaram a explicar o estranho comportamento e aparência da molécula.

Lloyd explicou: “A equipe descobriu que as medidas apenas faziam sentido se a molécula era considerada como feita de duas partes. Uma extremidade abrange o átomo de arsênio embutido no silício, enquanto a extremidade ‘artificial’ da molécula forma-se próxima da ‘superfície’ de silício do transistor. Um único elétron está espalhado através de ambas as extremidades. O que é estranho sobre a extremidade da ‘superfície’ da molécula é que ela funciona como um artefato quando nós aplicamos a corrente elétrica através do transistor e, portanto, pode ser considerada ‘feita pelo homem’. Nós não temos nenhuma forma equivalente que exista naturalmente no mundo ao nosso redor.”

Gerhard usou a análise para desenvolver um modelo com três milhões de átomos em um programa de modelagem nanoeletrônica NEMO 3-D para analisar o comportamento. A partir daí eles determinaram que os átomos planos exóticos representavam um átomo de estado quântico controlável, através do seu elétron. O estado quântico é dependente de voltagem, uma característica necessária para um computador quântico elétrico.

Last David Ebert, professor de Purdue colaborou para transformar o modelo um uma imagem para que fosse possível visualizar a descoberta.

Sven, o primeiro a descobrir o novo átomo, disse que o “experimento nos fez perceber que os dispositivos eletrônicos industriais alcançaram um nível onde nós podemos estudar e manipular o estado de um único átomo. Esse é o maior limite, não podemos controlar nada menor do que isso.”

O avanço, como muitas grandes descobertas históricas foi, em grande parte, acidental e afortunada: poderá permitir que um dia existam poderosos computadores quânticos que poderão solucionar problemas muito complexos. [Fonte]

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