Computadores quânticos feitos de moléculas: o bit está prestes a ser substituído

A luz laser pode ser usada para capturar, manter e detectar com precisão células individuais e até mesmo moléculas individuais. Esse princípio das pinças ópticas é conhecido há 30 anos.

Agora, dois grupos de pesquisa o utilizaram para interconectar um conjunto inteiro de moléculas e usá-las como os qubits em um computador quântico. Com um átomo de cálcio e um átomo de flúor cada, que têm uma diferença de carga atômica extremamente grande, a observação clássica dos estados "0" e "1" pôde ser realizada em nível molecular.

O esforço necessário para obter essa estrutura é enorme. É necessário todo um complexo de pinças ópticas, basicamente lasers, cada uma das quais contém uma única molécula de monofluoreto de cálcio.

As moléculas precisam ser resfriadas até quase o zero absoluto, a -463,27 °F, para que não vibrem mais. As moléculas individuais podem então ser colocadas em rotação com o mínimo de energia possível, de acordo com o princípio da incerteza.

Processamento de informações do futuro

Em suma, isso ainda parece pouco prático e é provável que seja ainda mais gigantesco e consuma mais energia do que os computadores de gabinete da década de 1960, que enchiam as salas.

O que será interessante, no entanto, é o que os pesquisadores têm a dizer sobre experimentos futuros. Como uma molécula é comparativamente complexa em relação a um transistor ou mesmo a um qubit em um computador quântico, o número de estados mensuráveis aumenta.

Na próxima etapa, o "0" e o "1" do conhecido bit e qubit se tornarão um tribit ou qutrit com os possíveis estados -1, 0 e +1 no computador quântico baseado em moléculas.

Isso significa que não apenas a unidade que armazena as informações básicas encolhe da faixa do nanômetro para a do picômetro. O uso do "3" como base também resulta em uma densidade de informações muito maior. Em vez de 100 bits, por exemplo, são necessários apenas 63 tribits.

Se um Apple M2 Ultra pode ter um total de 134 bilhões de transistores, 100 trilhões de estados poderiam ser acomodados na mesma área de superfície em algum momento no futuro - em outras palavras, teoricamente.