Correntes de Spin Sem Ímãs Abrem Novas Possibilidades
Pesquisadores conseguiram gerar correntes de spin estáveis no grafeno sem a necessidade de campos magnéticos externos, um feito que pode transformar a computação quântica. Ao empilhar camadas de grafeno sobre um cristal magnético especial, os cientistas criaram um efeito que permite que os elétrons se desloquem pelas bordas do material com seus spins alinhados, transportando informação com alta eficiência energética.
Essa inovação representa um avanço significativo no campo da espintrônica — tecnologia que usa o spin dos elétrons, e não apenas sua carga, para processar dados. Essa abordagem pode levar ao desenvolvimento de dispositivos mais rápidos, eficientes e compactos, ideais para os chips das futuras gerações.
Efeito Hall Quântico de Spin Sem Campos Magnéticos
A física quântica Talieh Ghiasi demonstrou que o grafeno pode exibir o chamado efeito Hall quântico de spin (QSH) sem o uso de ímãs externos. Nesse estado, os elétrons fluem suavemente pelas extremidades do grafeno, todos com spins apontando na mesma direção. Segundo Ghiasi, “o spin é uma propriedade quântica dos elétrons, semelhante a um pequeno ímã. Podemos aproveitá-lo para criar dispositivos espintrônicos que processam e transmitem informações com maior eficiência”.
Tecnologia Viável para Aplicações em Chips
Até agora, detectar correntes de spin em grafeno exigia campos magnéticos grandes e impraticáveis para integração em circuitos. O novo experimento contornou esse obstáculo ao usar o material magnético CrPS₄, colocado diretamente sob a camada de grafeno. Essa combinação alterou significativamente as propriedades eletrônicas do grafeno e possibilitou a manifestação do efeito QSH.
Ghiasi explica: “Observamos que o transporte de spin no grafeno foi modificado pela proximidade com o CrPS₄, de forma que o fluxo de elétrons passou a depender da direção do spin”. Com isso, torna-se possível desenvolver dispositivos espintrônicos avançados, compactos e integráveis a chips comuns.
Primeira Teleportação entre Computadores Quânticos
Em outro marco da computação quântica, cientistas conseguiram realizar pela primeira vez a teleportação de um qubit entre dois chips quânticos distintos. A distância entre eles, cerca de dois metros, foi suficiente para permitir conexões flexíveis entre processadores sem necessidade de desmontar estruturas complexas de resfriamento.
Diferente da ficção científica, essa “teleportação” não envolve transporte físico de matéria. Em vez disso, ela transfere o estado quântico de um qubit para outro através de emaranhamento e alguns bits clássicos de informação, preservando o estado de superposição — essencial para cálculos quânticos.
Como Funciona a Teleportação Quântica
Qubits são partículas capazes de representar simultaneamente os estados 0 e 1, mas essa condição colapsa com qualquer interferência externa. Ao transmitir apenas a “identidade” do qubit, os cientistas evitam essa fragilidade. O qubit de destino assume o mesmo estado do original e continua o processamento.
O experimento utilizou dois tipos de qubits: os de “rede”, voltados para transmissão óptica, e os de “circuito”, usados para cálculos. A ligação quântica foi estabelecida entre os qubits de rede, permitindo que os de circuito funcionassem como se estivessem no mesmo chip.
Nova Abordagem para Escalabilidade Quântica
As primeiras tentativas de ampliar a computação quântica buscavam integrar milhares de qubits em um único chip, o que aumentava drasticamente os erros. A nova estratégia aposta na distribuição dos processadores e na interconexão via teleportação quântica. Cada módulo pode ser mantido pequeno e sob controle rigoroso, reduzindo a necessidade de correções de erro pesadas.
Além disso, o método reduz a complexidade das comunicações. Para realizar uma porta lógica entre dois qubits em chips distintos, basta um par emaranhado e dois bits clássicos — uma solução altamente eficiente e escalável.