Embora o silício tenha sido o material dominante para a computação tradicional, a sua adequação para a computação quântica ainda está a ser explorada e pesquisada. Embora o silício tenha algumas vantagens, tais como os seus processos de fabricação e infraestrutura bem estabelecidos, ele também enfrenta vários desafios. Aqui estão algumas considerações importantes sobre o uso de silício na computação quântica:
Vantagens: 1.
Processos de fabricação maduros: O silício é o material mais utilizado na indústria de semicondutores e seus processos de fabricação são bem estabelecidos e altamente refinados. Isto poderia potencialmente permitir a integração de dispositivos quânticos com tecnologias existentes baseadas em silício.
2.
Integração com CMOS: Uma das principais vantagens do uso do silício para computação quântica é a possibilidade de integração de dispositivos quânticos com a tecnologia clássica CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Esta integração poderia permitir o desenvolvimento de sistemas híbridos quânticos clássicos e fornecer melhor controle e leitura de estados quânticos.
Desafios: 1.
Defeitos materiais e ruído: O silício, sendo um elemento relativamente abundante, é propenso a defeitos materiais e impurezas que podem introduzir ruído e decoerência em sistemas quânticos. Essas imperfeições podem perturbar os delicados estados quânticos e limitar os tempos de coerência dos qubits, que são cruciais para a realização de operações quânticas confiáveis.
2.
Falta de propriedades intrínsecas de spin: Ao contrário de certos materiais como o arseneto de gálio (GaAs) ou certos metais de transição, o silício carece de fortes propriedades intrínsecas de spin. Isso significa que é mais desafiador criar spins no silício que possam servir como qubits. Os spin qubits são frequentemente preferidos na computação quântica devido aos seus longos tempos de coerência e robustez contra certos tipos de ruído.
3.
Escalabilidade Limitada: Embora o silício seja um material bem estabelecido, ampliar dispositivos quânticos para números maiores de qubits continua sendo um desafio. A presença de defeitos e a dificuldade de controle de qubits podem dificultar a escalabilidade de sistemas quânticos baseados em silício.
4.
Fidelidade do portão: Alcançar operações quânticas de alta fidelidade, como portas de um qubit e portas emaranhadas de dois qubits, é crucial para a computação quântica. Os qubits baseados em silício enfrentaram desafios para alcançar fidelidades de porta comparáveis a outras plataformas qubit.
Concluindo, embora o silício ofereça certas vantagens, também apresenta desafios significativos para a computação quântica. Pesquisas e avanços contínuos em técnicas de purificação de materiais, engenharia de defeitos e novas arquiteturas de dispositivos visam enfrentar esses desafios e explorar todo o potencial do silício para a computação quântica. À medida que o campo da computação quântica continua a evoluir, outros materiais e plataformas também estão sendo investigados para ampliar os limites do processamento de informação quântica.
