Uma equipa de cientistas descobriu, recentemente, um novo estado supercondutor que os físicos procuram há décadas.
Usando um dos microscópios quânticos mais poderosos do mundo, investigadores do laboratório Macroscopic Quantum Matter Group da University College Cork descobriram um estado supercondutor de modulação espacial num novo e incomum supercondutor chamado Urânio Ditellureto (UTe2).
Segundo Joe Carroll, principal autor do artigo científico publicado na Nature a 28 de junho, esta descoberta pode ser a chave para um dos maiores desafios da computação quântica.
“Os supercondutores são materiais incríveis que possuem muitas propriedades estranhas. O mais conhecido é o facto de permitirem que a eletricidade flua com resistência zero. Ou seja, se passar uma corrente, eles não começam a aquecer. Na verdade, nem sequer aquecem. Em vez disso, dissipam a energia, apesar de carregarem uma enorme corrente”, explicou o investigador, citado pelo Science Daily.
Os supercondutores conseguem fazê-lo porque, em vez de eletrões individuais a mover-se através do metal, têm pares de eletrões que se unem. Juntos, esses pares de eletrões formam um fluido mecânico quântico macroscópico.
Neste estudo, a equipa descobriu que alguns dos pares de eletrões formam uma nova estrutura cristalina. Este tipo de estado é conhecido como Ondas de Densidade de Pares de Eletrões e é uma nova forma de matéria supercondutora cujas propriedades os cientistas ainda estão a descobrir.
“O que é particularmente empolgante é que o UTe2 parece ser um novo tipo de supercondutor. Os físicos têm procurado por um material como este há quase 40 anos. Os pares de eletrões parecem ter um momento angular intrínseco pelo que, a ser verdade, o que detetamos é a primeira Onda de Densidade de Pares composta por estes pares exóticos de eletrões”, realçou Carroll.
O futuro da computação quântica
Há indícios de que o UTe2 é um tipo especial de supercondutor que pode ter grandes consequências para a computação quântica.
Os computadores clássicos usam bits para armazenar e manipular informações, enquanto os computadores quânticos dependem de bits quânticos ou qubits para fazer o mesmo.
O problema enfrentado pelos computadores quânticos atualmente existentes é que cada qubit deve estar numa superposição com duas energias diferentes – tal como o gato de Schrödinger que poderia estar “vivo” ou “morto”.
O que acontece, segundo o investigador, é que “este estado quântico é facilmente destruído ao entrar em colapso no estado de energia mais baixo, cortando assim qualquer computação útil”.
Este é um dos maiores entraves quando falamos da aplicação dos computadores quânticos. No entanto, há evidências científicas que apontam que o UTe2 é um supercondutor capaz de ser usado como base para a computação quântica topológica.
Neste tipo de materiais, não há limite para o tempo de vida do qubit, abrindo assim novos caminhos para a criação de computadores quânticos mais estáveis e úteis. “O que a comunidade científica tem procurado é um supercondutor topológico relevante, e UTe2 parece ser isso mesmo.”
