Futuro dos Computadores
Autor: EXCLUSIVA MINERAÇÃO E SIDERURGIA | Publicado: 2017-05-09T09:25:00-07:00


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Descoberta de cristal
líquido quântico pode mudar futuro dos computadores



Redação
do Site Inovação Tecnológica&nbsp;-&nbsp; 03/05/2017









 
 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
 
 
 

 


O cristal
líquido quântico tem um comportamento bizarro - tudo depende de como seus
elétrons estão fluindo. [Imagem:&nbsp;J. W. Harter et al. -
10.1126/science.aad1188]



Cristais líquidos



Físicos descobriram o primeiro cristal líquido
quântico tridimensional - um novo estado da matéria que pode ter aplicações nos
computadores quânticos e nas tecnologias vistas como sucessoras da eletrônica.



"Nós detectamos a existência de um estado
fundamentalmente novo da matéria, que pode ser considerado como um análogo
quântico de um cristal líquido. Em princípio, podem existir numerosas classes
desses cristais quânticos líquidos; portanto, nossa descoberta é provavelmente
a ponta de um iceberg," disse o professor David Hsieh, do Instituto de
Tecnologia da Califórnia, nos EUA.



Os cristais líquidos tradicionais, ou clássicos,
estão em algum lugar entre um líquido e um sólido: eles são compostos por moléculas
que fluem livremente, como se fossem um líquido, mas todas orientadas na mesma
direção, como em um sólido.



Eles podem ser encontrados na natureza, como nas
membranas celulares biológicas, ou podem ser fabricados artificialmente, como
os utilizados em todas as telas de TV, computador, celulares e demais aparelhos
eletrônicos.



Cristal líquido quântico



Já em um cristal líquido quântico os elétrons se
comportam como as moléculas dos cristais líquidos clássicos. Ou seja, os
elétrons se movem livremente, mas têm uma direção preferencial. O primeiro
cristal líquido quântico foi descoberto por Jim Eisenstein em 1999, mas é
bidimensional, o que significa que ele está confinado a um único plano dentro
do material hospedeiro - uma substância metálica artificial baseada no arseneto
de gálio.



Agora foi descoberto o primeiro cristal líquido
quântico 3-D, um composto metálico de fórmula Cd2Re2O7
(cádmio, rênio e oxigênio).



Em comparação com um cristal líquido quântico 2-D,
a versão 3-D é ainda mais bizarra - os elétrons não apenas fazem uma distinção
entre os eixos x, y e z, mas também possuem propriedades magnéticas diferentes
dependendo se eles estão fluindo para frente ou para trás em um determinado
eixo.



"Induzir uma corrente elétrica através destes
materiais os transforma de não-magnéticos em magnéticos, o que é altamente
incomum," comentou Hsieh. "Mais do que isso, em cada direção que você
pode fazer a corrente fluir, a força magnética e a orientação magnética mudam.
Os físicos dizem que esses elétrons 'quebram a simetria' da rede."






 



O
material deverá ter uso na spintrônica e na computação quântica. [Imagem: J. W.
Harter et al. - 10.1126/science.aad1188]



Computação quântica e spintrônica



Os pesquisadores afirmam que os cristais líquidos
quânticos 3-D poderão desempenhar um papel no emergente campo da spintrônica, que explora a direção em que os
elétrons giram, para criar chips de computador mais eficientes.



A descoberta também poderá ajudar com alguns dos
desafios para a construção de um computador quântico. Uma das dificuldades na
construção desses computadores é que as propriedades quânticas são extremamente
frágeis e podem ser facilmente destruídas através de interações com o ambiente
circundante. Uma das técnicas para lidar com isso é a chamada computação
quântica topológica, que usa um tipo especial de material supercondutor que apresenta propriedades
diferentes no seu interior e na sua superfície.



"Da mesma forma que os cristais líquidos
quânticos 2-D foram propostos como precursores dos supercondutores de alta
temperatura, os cristais líquidos quânticos 3-D poderiam ser os precursores dos
supercondutores topológicos que estávamos procurando",
disse Hsieh.



"Em vez de confiar na sorte para encontrar
supercondutores topológicos, podemos agora ter uma rota para criá-los
racionalmente usando cristais líquidos quânticos 3-D. Esse é o próximo passo na
nossa agenda," disse John Harter, principal autor da descoberta.



Bibliografia:

A parity-breaking electronic nematic phase transition in the spin-orbit
coupled metal Cd_2Re_2O_7
John W. Harter, Z. Y. Zhao, J.-Q. Yan, D. G. Mandrus, D. Hsieh
Science
Vol.: 356 (6335). pp. 295-299
DOI: 10.1126/science.aad1188