p Na corrida para produzir um computador quântico, uma série de projetos estão buscando uma maneira de criar bits quânticos - ou qubits - que sejam estáveis, o que significa que eles não são muito afetados pelas mudanças em seu ambiente. Isso normalmente precisa de elementos altamente não lineares e não dissipativos, capazes de funcionar em temperaturas muito baixas. p Em busca desse objetivo, pesquisadores do Laboratório de Fotônica e Medições Quânticas da EPFL LPQM (STI / SB), investigaram um capacitor quântico não linear baseado em grafeno, compatível com as condições criogênicas de circuitos supercondutores, e com base em materiais bidimensionais (2D). Quando conectado a um circuito, este capacitor tem potencial para produzir qubits estáveis ​​e também oferece outras vantagens, como sendo relativamente mais fácil de fabricar do que muitos outros dispositivos criogênicos não lineares conhecidos, e sendo muito menos sensível à interferência eletromagnética. Esta pesquisa foi publicada em Materiais e aplicações 2D .

p Os computadores digitais normais operam com base em um código binário composto de bits com um valor de 0 ou 1. Em computadores quânticos, os bits são substituídos por qubits, que pode estar em dois estados simultaneamente, com sobreposição arbitrária. Isso aumenta significativamente sua capacidade de cálculo e armazenamento para certas classes de aplicativos. Mas fazer qubits não é tarefa fácil:fenômenos quânticos requerem condições altamente controladas, incluindo temperaturas muito baixas.

p Para produzir qubits estáveis, uma abordagem promissora é usar circuitos supercondutores, a maioria dos quais opera com base no efeito Josephson. Infelizmente, eles são difíceis de fazer e sensíveis a campos magnéticos dispersos perturbadores. Isso significa que o circuito final deve ser extremamente bem blindado tanto térmica quanto eletromagneticamente, o que impede a integração compacta.

p No LPQM da EPFL, essa ideia de um capacitor que é fácil de fazer, menos volumoso e menos sujeito a interferências foi explorado. Consiste em nitreto de boro isolante imprensado entre duas folhas de grafeno. Graças a esta estrutura em sanduíche e às propriedades incomuns do grafeno, a carga de entrada não é proporcional à tensão gerada. Essa não linearidade é uma etapa necessária no processo de geração de bits quânticos. Este dispositivo pode melhorar significativamente a forma como as informações quânticas são processadas, mas também existem outras aplicações potenciais. Ele poderia ser usado para criar circuitos de alta frequência muito não lineares - até o regime de terahertz - ou para mixers, amplificadores, e acoplamento ultra forte entre fótons.