Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, apresentaram uma nova abordagem para o resfriamento de computadores quânticos. O estudo sugere que o ruído, considerado uma interferência prejudicial, pode ser utilizado de forma controlada para facilitar o processo de resfriamento necessário para o funcionamento desses sistemas avançados.

Inovação no Resfriamento Quântico

Os cientistas desenvolveram um refrigerador quântico em escala mínima, capaz de usar ruído controlado para direcionar o fluxo de calor dentro de circuitos quânticos. Esse sistema não se limita a resfriar, mas também pode operar como um motor térmico ou amplificador de energia, dependendo das condições em que é utilizado.

A pesquisa, publicada na revista Nature Communications, descreve um dispositivo baseado em uma “molécula artificial” supercondutora, composta por dois qubits conectados a canais de micro-ondas que funcionam como reservatórios de calor. Os computadores quânticos supercondutores precisam ser resfriados a temperaturas extremamente baixas, em torno de -273 °C, para permitir que elétrons se movam sem resistência.

Desafios e Limitações

Nessas condições críticas, até mesmo pequenas variações de temperatura ou sinal de ruído podem apagar informações armazenadas nos qubits, complicando a operação e expansão destes sistemas. Simon Sundelin, doutorando em tecnologia quântica e autor principal do estudo, destacou que muitos dispositivos quânticos são limitados pela forma como a energia é transportada e dissipada.

Uso Inovador de Ruído

Os pesquisadores enfatizam que o diferencial do novo sistema reside na utilização intencional do ruído de micro-ondas, injetado de forma controlada em uma faixa específica de frequência. Esse ruído permite o transporte de calor entre os reservatórios por meio da molécula artificial, possibilitando a medição de fluxos térmicos extremamente pequenos, na ordem de attowatts (10⁻¹⁸ watt).

Simone Gasparinetti, professor associado e coautor do estudo, observou que o trabalho representa um significativo passo em direção à realização do fenômeno conhecido como refrigeração browniana. A capacidade de gerenciar o calor diretamente em circuitos quânticos pode ser um avanço importante para sistemas maiores, onde a operação dos qubits gera calor local.

Impactos Futuro e Financiamento

Aamir Ali, pesquisador em tecnologia quântica e coautor do estudo, enfatizou que a possibilidade de remover ou redirecionar calor em escala minúscula poderia levar a tecnologias quânticas mais confiáveis. O estudo teve financiamento de agências de pesquisa da Suécia e da União Europeia, e as informações foram divulgadas pela Science Daily, com base em material fornecido pela Universidade de Tecnologia de Chalmers.