Pesquisadores criam motor quântico supercondutor em circuito
Pesquisadores da Universidade Aalto desenvolveram o primeiro motor quântico cíclico em um circuito supercondutor, capaz de converter calor em trabalho útil em temperaturas próximas ao zero absoluto. A inovação pode impulsionar o avanço da computação quântica, utilizando um qubit como substância de trabalho.
Desenvolvimento do motor quântico
O motor quântico foi projetado com um qubit transmon, que é amplamente utilizado em computadores quânticos. Este dispositivo opera em um circuito criogênico, onde a mecânica quântica regula o comportamento da energia. O estudo foi liderado pelo professor Mikko Möttönen e publicado na revista Nature Communications.
Funcionamento do motor e ciclo de Otto
O motor opera com um ciclo de Otto, um processo termodinâmico comum em motores a combustão. Neste caso, o qubit é aquecido e resfriado em um único dispositivo, que atua como um refrigerador quântico. A energia do qubit é ajustada em momentos específicos, completando as quatro etapas do ciclo.
Medidas de eficiência e desempenho
Os pesquisadores realizaram medições que mostraram que o motor produziu trabalho positivo, em vez de apenas transferir calor. A eficiência e a potência observadas corresponderam às simulações, confirmando que o dispositivo se comportou como um motor quântico cíclico genuíno. O controle preciso do refrigerador quântico foi fundamental para o sucesso do experimento.
Implicações para a computação quântica
A relevância do motor quântico vai além da quantidade de trabalho gerado. Ele demonstra a possibilidade de controlar e converter calor dentro da mesma infraestrutura utilizada para processadores quânticos. Essa capacidade pode ser crucial para o desenvolvimento de computadores quânticos mais avançados, reduzindo a necessidade de cabos externos que introduzem calor e ruído no sistema.
Os pesquisadores buscam criar uma versão autônoma do motor, que poderia facilitar a leitura do estado de um qubit sem a necessidade de sinais de micro-ondas. Essa inovação está alinhada com a estratégia de tecnologia quântica da Finlândia, que prevê um computador quântico com mil qubits lógicos até 2035.
