Virtualmente todos os elementos essenciais para a construção de um computador quântico já foram demonstrados utilizando-se o diamante - veja, por exemplo, Diamante tem qubits para computador quântico a temperatura ambiente e Diamante tem qubit natural para construção de computadores quânticos.Contudo, se os cientistas não se esqueceram de anotar nenhum ítem em sua lista de encomendas, falta algo que, mesmo sendo prosaico, é essencial para a construção de qualquer circuito: os fios.
Imagine que já tivéssemos inventado o transístor e todos os demais componentes eletrônicos necessários para fabricar o processador de um computador, mas ainda não tivéssemos inventado os fios para interligá-los. É mais ou menos isso o que acontece atualmente com o computador quântico.
Fios de diamante
Mas a solução parece estar a caminho. As equipes dos pesquisadores australianos Steven Prawer e Francois Ladouceur conseguiram produzir ranhuras no diamante que funcionam como se fossem fios capazes de transportar fótons - os elementos básicos da luz.
Utilizando feixes de íons, os pesquisadores esculpiram canais de 4,5 micrômetros de largura por 1,5 micrômetro de profundidade na superfície plana de um filme de diamante. A luz entra nesse canal e é refletida continuamente pelas suas paredes, "caminhando" por ele.
Para evitar que a luz "escape" para o interior do diamante, os cientistas bombardearam seus canais com íons de hélio, transformando a camada de subsuperfície do canal em grafite. Essa camada de grafite foi retirada quimicamente, deixando um espaço que sela opticamente a canaleta, transformando-a em um guia de luz quase perfeito.
Recombinação de fótons
Os pesquisadores conseguiram demonstrar seus "fios" de diamante com comprimentos de vários milímetros, o que pode torná-los adequados para conectar os componentes de um computador quântico.
O próximo passo será construir guias de ondas capazes de fazer com que os fótons dividam-se por duas rotas diferentes e recombinem-se novamente mais à frente. Isto é possível porque, como os elétrons, os fótons têm comportamentos tanto de onda quanto de partícula. Essa divisão e recombinação é um elemento essencial na computação quântica à base de luz.
Décadas de pesquisa
Embora os componentes quânticos feitos à base de diamante já tenham demonstrado a viabilidade de um dos conceitos para a construção de um computador quântico, esses componentes estão longe de serem robustos o suficiente para que possam ser simplesmente montados como se fossem os componentes de um circuito eletrônico comum. O que vale dizer que ainda serão necessárias décadas de pesquisas e desenvolvimentos para que um computador quântico prático possa ser demonstrado.
Bibliografia : Diamond waveguides fabricated by reactive ion etchingMark P. Hiscocks, Kumaravelu Ganesan, Brant C. Gibson, Shane T. Huntington, François Ladouceur, Steven PrawerOptics ExpressVol.: 16, Issue 24, pp. 19512-19519DOI: 10.1364/OE.16.019512.