Os computadores quânticos representam uma revolução tecnológica, prometendo avanços em inteligência artificial, descoberta de medicamentos, criptografia e logística. No entanto, seu funcionamento depende de temperaturas próximas do zero absoluto (-273 °C). Apenas assim, os materiais se tornam supercondutores, permitindo que os elétrons se movam sem resistência e que qubits mantenham estados quânticos estáveis.
O grande problema é que os sistemas de resfriamento atuais, além de manter os qubits frios, geram ruído que pode destruir informações delicadas. Esse desafio limitava o escalonamento da tecnologia, tornando a expansão de computadores quânticos para aplicações práticas extremamente difícil.
Transformando ruído em resfriamento
Pesquisadores da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, desenvolveram um refrigerador quântico minimalista que utiliza justamente o ruído controlado como motor para resfriamento. O dispositivo opera com uma molécula artificial composta por dois qubits, conectada a canais de micro-ondas que simulam reservatórios quentes e frios.
- O ruído de micro-ondas é cuidadosamente ajustado;
- Ele permite o transporte preciso de calor entre os reservatórios;
- Correntes de calor da ordem de attowatts (10⁻¹⁸ W) podem ser medidas.
Essa abordagem não só resfria os qubits, mas também possibilita que o mesmo sistema funcione como motor térmico ou amplificador de energia dentro de circuitos quânticos.
Potencial para tecnologia quântica escalável
O controle rigoroso do fluxo de calor abre novas possibilidades, como reduzir interferências locais causadas pelo aquecimento durante operações, aumentar a estabilidade dos qubits em sistemas maiores e viabilizar dispositivos quânticos mais confiáveis e robustos.
Essa técnica representa um passo significativo para superar barreiras técnicas e ampliar a computação quântica para uso prático, aproximando-se da visão de tecnologia quântica em larga escala. O estudo, intitulado “Refrigeração quântica alimentada por ruído em um circuito supercondutor”, foi publicado na Nature Communications, com autores Simon Sundelin, Simone Gasparinetti e colaboradores, e contou com financiamento de agências como o Conselho Sueco de Pesquisa, a Fundação Knut e Alice Wallenberg e a União Europeia.
