Investigadores da Universidade Tecnológica de Chalmers desenvolveram um amplificador inteligente para computadores quânticos. Este novo design consome apenas um décimo da energia dos melhores amplificadores atuais.
- Computadores quânticos → resolvem problemas ultra complexos.
- Precisam de amplificadores → mas geram calor que danifica os qubits.
- Novo amplificador sueco → consome 90% menos energia.
- Só é ativado quando necessário → menos interferência, mais precisão.
- Melhoria fundamental para escalar a computação quântica.
- Pode acelerar avanços em IA, saúde, criptografia.
Amplificador inteligente para mais qubits nos computadores quânticos do futuro
Os computadores quânticos prometem transformar a ciência e a tecnologia, resolvendo problemas que os supercomputadores atuais não conseguem resolver. Para que isso seja possível, é essencial ler corretamente os dados gerados pelos qubits, as unidades básicas de informação quântica. Mas esse processo tem um inimigo direto: o calor.
O desafio do calor na computação quântica
Os amplificadores são necessários para ler sinais extremamente fracos que vêm dos qubits. No entanto, ao amplificar, eles também geram calor. Esse calor interfere nos estados quânticos, provocando um fenómeno chamado decoerência, que destrói a informação. Esta é uma das principais barreiras para aumentar o número de qubits e melhorar o desempenho dos computadores quânticos.
Um avanço da Suécia
Investigadores da Universidade Tecnológica de Chalmers (Suécia) desenvolveram um amplificador inteligente que consome apenas um décimo da energia utilizada pelos melhores amplificadores disponíveis até agora. Além disso, só é ativado quando realmente necessário, reduzindo significativamente a geração de calor.
Por que isso é importante?
- Menor consumo de energia → menos calor, menos interferências
- Ativação por pulsos → sincronização exata com o sinal do qubit
- Mais precisão na leitura de dados
- Melhor escalabilidade → permite integrar mais qubits sem afetar sua estabilidade
Como funciona o novo amplificador
Ao contrário dos amplificadores tradicionais, este dispositivo funciona em modo pulsado. Isso significa que não fica ligado continuamente, mas responde em 35 nanossegundos quando detecta um pulso de sinal. Para conseguir essa resposta ultrarrápida, os engenheiros utilizaram algoritmos de programação genética, que otimizam a ativação em tempo real.
Também desenvolveram uma nova técnica de medição do ruído e do ganho do amplificador sob este esquema, algo fundamental para verificar a sua eficiência.
Um passo decisivo para computadores quânticos maiores
Este desenvolvimento não é apenas uma melhoria incremental. É um facilitador fundamental para o futuro da computação quântica. À medida que se busca aumentar a quantidade de qubits, será essencial contar com amplificadores que não comprometam a estabilidade do sistema.
O trabalho faz parte do Wallenberg Centre for Quantum Technology, com apoio da WiTECH e do programa Smarter Electronic Systems, e foi realizado em colaboração com a empresa sueca Low Noise Factory AB.
Potencial desta tecnologia
O impacto vai além do técnico. Este tipo de inovação é fundamental para que os computadores quânticos consigam resolver desafios globais como:
- Otimização de redes elétricas renováveis.
- Design de materiais sustentáveis e novos catalisadores.
- Simulação quântica de reações químicas sem emissões.
- Redução do consumo de energia em centros de dados.
- Desenvolvimento de novos medicamentos com menos testes e resíduos.
Além disso, ao reduzir o consumo de energia e a necessidade de sistemas de refrigeração extremos, minimiza-se a pegada ecológica dos futuros computadores quânticos.
Este amplificador não melhora apenas a tecnologia quântica. É uma peça fundamental para um futuro computacional mais eficiente, escalável e respeitoso com o planeta.
