Supercondutores Novos e Inovadores: Um Passo √† Frente na Computa√ß√£o Qu√Ęntica

Uma equipe internacional de pesquisadores manipulou √°tomos para criar novos tipos de supercondutores, abrindo oportunidades para novos

Publicado 02/11/2023 às 18:37 por Alex Torres

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√Ä medida que nos aproximamos mais de um futuro dominado por avan√ßos tecnol√≥gicos, a necessidade de materiais √ļnicos se torna ainda mais urgente. No entanto, nem sempre a disposi√ß√£o natural dos √°tomos permite a cria√ß√£o de novos efeitos f√≠sicos. Para superar esse desafio, pesquisadores da Universidade de Zurique embarcaram em um projeto monumental: projetar supercondutores, um √°tomo de cada vez e, assim, criar novos estados de mat√©ria.

Por que essa busca √© t√£o importante? O futuro da eletr√īnica depende de descobrir novos materiais. O futuro da computa√ß√£o √© um campo vasto e repleto de possibilidades, desde o desenvolvimento cont√≠nuo da eletr√īnica cl√°ssica at√© a computa√ß√£o neurom√≥rfica e os computadores qu√Ęnticos. Seja qual for o caminho a escolhermos, todas essas abordagens dependem de novos efeitos f√≠sicos, muitos dos quais s√≥ foram previstos na teoria at√© agora.

Supercondutividade: Um Novo Caminho

Em uma pesquisa recente publicada na Nature Physics, o grupo de pesquisa do Professor Titus Neupert da Universidade de Zurique, em colaboração com físicos do Instituto Max Planck de Física de Microestrutura em Halle, Alemanha, apresentou uma solução inovadora. Eles criaram os materiais necessários, um átomo de cada vez.

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Seu foco est√° em novos tipos de supercondutores, que s√£o extremamente interessantes por oferecerem resist√™ncia el√©trica zero em baixas temperaturas. Supercondutores, tamb√©m conhecidos como ‚Äúdiamagn√©ticos ideais‚ÄĚ, s√£o usados ‚Äč‚Äčem muitos computadores qu√Ęnticos devido √†s suas intera√ß√Ķes extraordin√°rias com campos magn√©ticos. Os f√≠sicos te√≥ricos passaram anos prevendo v√°rios estados supercondutores. No entanto, como afirma o Professor Neupert, ‚Äúapenas um pequeno n√ļmero deles foi demonstrado conclusivamente em materiais‚ÄĚ.

Dois Novos Tipos de Supercondutividade

Na colabora√ß√£o revolucion√°ria, os pesquisadores de Zurique teorizaram como os √°tomos deveriam ser organizados para criar uma nova fase supercondutora. A equipe alem√£, ent√£o, realizou experimentos para implementar a topologia relevante. Eles usaram um microsc√≥pio de tunelamento de varredura para mover e depositar os √°tomos no local certo com precis√£o at√īmica.

Ao depositar átomos de cromo na superfície de nióbio supercondutor, os pesquisadores conseguiram criar dois novos tipos de supercondutividade. Métodos semelhantes já haviam sido usados para manipular átomos e moléculas de metal, mas até agora nunca foi possível fazer supercondutores bidimensionais dessa maneira.

Os resultados n√£o s√≥ confirmam as previs√Ķes te√≥ricas dos f√≠sicos, mas tamb√©m d√£o a eles motivo para especular sobre quais outros novos estados de mat√©ria poderiam ser criados dessa maneira e como eles poderiam ser usados nos computadores qu√Ęnticos do futuro.

Avan√ßos na Computa√ß√£o e Criptografia Qu√Ęntica

a close up of a computer chip on a computer

A computa√ß√£o qu√Ęntica √© um campo que pode ser revolucionado pelo desenvolvimento de novos supercondutores. Este t√≥pico poderia abordar como os supercondutores impactam diretamente o poder computacional, a velocidade e a seguran√ßa dos futuros computadores qu√Ęnticos. Poderia tamb√©m discutir os avan√ßos na criptografia qu√Ęntica, que prometem n√≠veis de seguran√ßa at√© agora inating√≠veis, e como os novos materiais poderiam acelerar a implementa√ß√£o dessas tecnologias.

Interdisciplinaridade e Colaboração Global

A interdisciplinaridade na pesquisa cient√≠fica √© crucial para o progresso tecnol√≥gico. Este t√≥pico poderia descrever como a f√≠sica, a engenharia, a qu√≠mica de materiais e a ci√™ncia da computa√ß√£o convergem na cria√ß√£o de supercondutores. Al√©m disso, enfatizaria a import√Ęncia da colabora√ß√£o internacional entre institui√ß√Ķes e pa√≠ses, promovendo uma troca de conhecimento que ultrapassa fronteiras e fomenta a inova√ß√£o global.

Educação e Formação de Cientistas

Para que avan√ßos como a cria√ß√£o de novos estados de mat√©ria sejam poss√≠veis, √© essencial ter um investimento s√≥lido na educa√ß√£o e forma√ß√£o de cientistas na √°rea de f√≠sica de materiais e campos relacionados. Este t√≥pico poderia discutir a import√Ęncia de fomentar programas educacionais que preparem a pr√≥xima gera√ß√£o de pesquisadores, destacando iniciativas espec√≠ficas e parcerias entre universidades e a ind√ļstria.

Desafios de Implementação e Escalabilidade

A pesquisa de ponta muitas vezes enfrenta o desafio de levar descobertas do laborat√≥rio para a aplica√ß√£o pr√°tica em larga escala. Este t√≥pico abordaria as barreiras na implementa√ß√£o de novos supercondutores em produtos comerciais, incluindo a escalabilidade da produ√ß√£o, a estabilidade dos materiais em diferentes condi√ß√Ķes e os custos associados √† ado√ß√£o de novas tecnologias.

Refer√™ncia: ‚ÄúTwo-dimensional Shiba lattices as a possible platform for crystalline topological superconductivity‚ÄĚ por Martina O. Soldini, Felix K√ľster, Glenn Wagner, Souvik Das, Amal Aldarawsheh, Ronny Thomale, Samir Lounis, Stuart S. P. Parkin, Paolo Sessi e Titus Neupert, 10 de julho de 2023, Nature Physics. DOI: 10.1038/s41567-023-02104-5

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