A computação quântica pode ser explicada de várias maneiras. Uma delas é pela sua extraordinária capacidade de resolver problemas: em poucos minutos, a tecnologia entrega soluções que os supercomputadores atuais levariam bilhões de anos para fazer.
O potencial de aplicações é enorme, mas depende de alguns avanços científicos, entre eles o desenvolvimento de materiais magnéticos estáveis e eficientes. No Brasil, a PUC-Rio é um dos laboratórios que trabalha nessa frente, conforme artigo de Lívia Batista Lopes Escobar, professora e pesquisadora do Departamento de Química da universidade fluminense.
Segundo ela, a aplicação dos bits quânticos – usados para armazenamento de informação na computação quântica – enfrentam dois desafios.
O primeiro deles é a necessidade de temperaturas extremamente baixas para que se mantenham estáveis. Sem essa estabilidade, a escalabilidade comercial da computação quântica fica inviável. A resposta para o problema é desenvolver materiais magnéticos que mantenham o potencial dos qbits em temperaturas mais altas.
O segundo desafio envolve combater a perda rápida de informação quando os qbits interagem com o ambiente externo. A estratégia, nesse caso, é explorar mecanismos físicos e diferentes materiais que possam para criar bits quânticos mais estáveis.
Em resumo: a criação de novos materiais magnéticos é um dos passos para tornar a computação quântica mais acessível.
No caso do Departamento de Química da PUC-Rio, os estudos estão concentrados em materiais magnéticos moleculares. Na prática, os pesquisadores brasileiros estão empenhados em “manipular as sínteses e escolher combinações específicas de metais e ligantes”.
O objetivo é desenvolver materiais que mantêm a coerência (processo que evita a perda rápida de informação) por mais tempo. Ao fazer isso, os pesquisadores podem contribuir para a redução de erros em cálculos quânticos, além de melhorar a estabilidade e eficiência. Em outras palavras: permitir operações lógicas extremamente rápidas e precisas.
Segundo Lívia, entre as frentes de pesquisa na PUC-Rio está um complexo de cobre que permite um bom isolamento do meio externo, o que é desejável para a computação quântica.
Outro campo de pesquisa envolve íons de elementos da família dos lantanídeos. Atualmente aplicados em lasers, telas de celulares e exames médicos, esses elementos teriam potencial para “contribuir no desenvolvimento de qubits mais robustos”, na avaliação da pesquisadora.
Os estudos também são importantes porque os materiais avaliados podem ser aplicados em outras áreas, que vão desde melhores técnicas de imagem por ressonância magnética até armazenamento de dados.
