Uma colaboração de pesquisa liderada pelo Departamento de Física da Universidade de York criou um software de código aberto para auxiliar na criação de materiais quânticos que, por sua vez, poderiam aumentar enormemente o poder de computação do mundo.

Em todo o mundo, o uso crescente de data centers e computação em nuvem está consumindo quantidades crescentes de energia - materiais quânticos podem ajudar a resolver esse problema, dizem os pesquisadores.

Os materiais quânticos - materiais que exploram os efeitos quânticos não convencionais decorrentes do comportamento coletivo dos elétrons - poderiam realizar tarefas anteriormente consideradas impossíveis, como a coleta de energia de todo o espectro solar ou o processamento de grandes quantidades de dados com baixa dissipação de calor.

O projeto de materiais quânticos capazes de fornecer um intenso poder de computação é guiado por sofisticados programas de computador capazes de prever como os materiais se comportam quando "excitados" com correntes e sinais de luz.

A modelagem computacional agora deu um 'salto quântico' em frente com o anúncio da iniciativa Quantum KITE, um conjunto de códigos de computador de código aberto desenvolvido por pesquisadores no Brasil, a UE e a Universidade de York. O KITE é capaz de simular materiais realistas com um número de átomos sem precedentes, tornando-o idealmente adequado para criar e otimizar materiais quânticos para uma variedade de aplicações de energia e computação.

Dr. Aires Ferreira, um Pesquisador da Royal Society University e Professor Associado de Física, que lidera o grupo de pesquisa da Universidade de York, disse:

"Nossa abordagem usa uma nova classe de algoritmos de simulação quântica para ajudar a prever e adaptar as propriedades dos materiais para uma ampla gama de aplicações, desde células solares a transistores de baixa potência.

"A primeira versão do gratuito, O código KITE de código aberto já demonstra recursos muito encorajadores em estrutura eletrônica e simulação de materiais em nível de dispositivo.

"A capacidade do KITE de lidar com bilhões de orbitais atômicos, que, até onde sabemos, é sem precedentes em qualquer área da ciência quântica, tem o potencial de desbloquear novas fronteiras na física da matéria condensada e modelagem computacional de materiais. "

Um dos principais aspectos do KITE é sua flexibilidade para simular materiais realistas, com diferentes tipos de inomogeneidades e imperfeições.

Dra. Tatiana Rappoport da Universidade Federal do Rio de Janeiro no Brasil, disse:

"Este software de código aberto é nosso compromisso em ajudar a remover barreiras para simulações quânticas realistas e promover uma cultura de ciência aberta. Nosso código tem várias inovações, incluindo a abordagem de 'célula de desordem' para simular imperfeições em arranjos periódicos de átomos e um esquema eficiente para lidar com cálculos intensivos de RAM que podem ser úteis para outras comunidades científicas e indústria. "

Leia o artigo de pesquisa em Royal Society Open Science .