A computação quântica e as redes quânticas estão prestes a ganhar um impulso inovador graças a um avanço recente envolvendo qubits moleculares. Pesquisadores da Universidade de Chicago, UC Berkeley, Laboratório Nacional Argonne e Laboratório Nacional Lawrence Berkeley desenvolveram moléculas que podem operar nas mesmas frequências da tecnologia de telecomunicações, criando uma ponte entre o magnetismo e a luz. Essa descoberta, publicada na revista Science, estabelece novas possibilidades para a integração de tecnologias quânticas em sistemas já existentes.
Esses qubits moleculares não apenas ampliam o horizonte da computação quântica, mas também oferecem oportunidades únicas em sensoriamento quântico, graças a seu tamanho reduzido e flexibilidade química. Entre as principais potencialidades estão:
- Conexão de computadores quânticos a longas distâncias via infraestrutura óptica atual;
- Criação de canais de comunicação ultrasseguros;
- Integração de sensores quânticos em ambientes biológicos ou em nanoescala;
- Compatibilidade com fotônica de silício, permitindo dispositivos compactos para computação, comunicação e medição.
Pontes entre luz e magnetismo
O diferencial desse avanço reside na habilidade dos qubits de interagir simultaneamente com campos magnéticos e luz. O uso do elemento érbio, um metal de terras raras, possibilita absorver e emitir luz de maneira altamente eficiente, ao mesmo tempo em que mantém forte conexão com o magnetismo. Essa característica permite que informações codificadas no estado magnético das moléculas possam ser lidas com luz em comprimentos de onda compatíveis com a infraestrutura de telecomunicações.
No nível quântico, essa interconexão é crucial, já que a luz frequentemente transporta informações, enquanto o spin magnético sustenta funções essenciais em computadores quânticos e sensores avançados.
Aplicações práticas e integração tecnológica
Além do impacto na comunicação, a pesquisa demonstra que os qubits moleculares podem ser integrados a chips fotônicos, abrindo caminho para dispositivos híbridos e compactos. Técnicas de espectroscopia óptica e micro-ondas mostraram que essas moléculas funcionam perfeitamente com frequências usadas em telecomunicações e computação de alto desempenho, acelerando o desenvolvimento de plataformas moleculares-fotônicas escaláveis.
A colaboração entre químicos sintéticos e físicos quânticos foi essencial, permitindo otimizar propriedades eletrônicas e ópticas em nível molecular. Essa abordagem não apenas amplia a gama de sistemas quânticos controláveis, mas também sugere novas formas de aplicar a tecnologia em sensoriamento, computação e redes quânticas personalizadas.
Com esses avanços, os qubits moleculares de érbio representam um passo significativo rumo a uma internet quântica funcional, segura e conectada à infraestrutura tecnológica atual, tornando o futuro da comunicação e computação quântica mais próximo da realidade.
