Os computadores quânticos podem aumentar enormemente as capacidades dos sistemas de TI, trazendo grandes mudanças em todo o mundo. Contudo, ainda há um longo caminho a percorrer antes que tal dispositivo possa realmente ser construído, porque ainda não foi possível transferir conceitos moleculares existentes em tecnologias de uma forma prática. Isso não impediu os pesquisadores de todo o mundo de desenvolver e otimizar novas ideias para componentes individuais. Químicos da Universidade Friedrich Schiller em Jena (Alemanha) já sintetizaram uma molécula que pode desempenhar a função de uma unidade de computação em um computador quântico. Eles relatam seu trabalho na edição atual da revista de pesquisa Comunicações Químicas .

"Para ser capaz de usar uma molécula como um qubit - a unidade básica de informação em um computador quântico - ela precisa ter um estado de spin suficientemente longo, que pode ser manipulado de fora, "explica o Prof. Dr. Winfried Plass da Universidade de Jena." Isso significa que o estado resultante dos spins interagentes dos elétrons da molécula, ou seja, o estado de rotação, tem de ser estável o suficiente para que se possa inserir e ler as informações. ”A molécula criada por Plass e sua equipe atende exatamente a essa condição.

Esta molécula é chamada de composto de coordenação, contendo partes orgânicas e metálicas. “O material orgânico forma uma moldura, em que os íons de metal são posicionados de uma maneira muito específica, "diz Benjamin Kintzel, que desempenhou um papel importante na produção da molécula. "No nosso caso, este é um complexo trinuclear de cobre. O que é especial nisso é que dentro da molécula, os íons de cobre formam um triângulo equilátero preciso. "Somente assim os spins do elétron dos três núcleos de cobre podem interagir tão fortemente que a molécula desenvolve um estado de spin, o que o torna um qubit que pode ser manipulado de fora.

"Embora já soubéssemos como nossa molécula deveria se parecer em teoria, esta síntese é, no entanto, um grande desafio, "diz Kintzel." Em particular, alcançar o posicionamento triangular equilátero é difícil, pois tivemos que cristalizar a molécula para caracterizá-la com precisão. E é difícil prever como tal partícula se comportará no cristal. ”Porém, com o uso de várias ferramentas químicas diferentes e procedimentos de ajuste fino, os pesquisadores conseguiram alcançar o resultado desejado.

De acordo com as previsões teóricas, a molécula criada em Jena oferece uma vantagem fundamental adicional em comparação com outros qubits. "O plano teórico de construção de nosso composto de cobre prevê que seu estado de spin possa ser controlado em nível molecular por meio de campos elétricos, "observa Plass." Até agora, campos magnéticos têm sido usados ​​principalmente, mas com eles você não pode se concentrar em moléculas individuais. "Um grupo de pesquisa em Oxford, REINO UNIDO., que está cooperando com os químicos de Jena, está atualmente conduzindo experimentos para estudar essa característica da molécula sintetizada na Universidade de Jena.