Impressão artística de um processador
supercondutor, que agora passa a ser possível.
[Imagem: TU Delft]
Pesquisadores dos Países Baixos descobriram um
material que apresenta supercondutividade unidirecional sem a presença de
campos magnéticos, algo que se pensava ser impossível desde a descoberta do
fenômeno da condução sem resistência, em 1911.
Longe de ser uma curiosidade de laboratório, a
supercondução de mão única é essencial para usar os supercondutores na
computação, do mesmo modo que usamos hoje os semicondutores -
um dos elementos fundamentais dos componentes eletrônicos é o diodo semicondutor,
que permite que a corrente elétrica flua apenas num sentido.
Nos supercondutores, uma corrente elétrica flui
pelo material sem qualquer resistência, o que significa que é virtualmente
impossível inibir ou bloquear essa corrente - quanto mais fazer a corrente
fluir apenas em um sentido, e não no outro.
Nos anos 1970, cientistas da IBM trabalharam na
ideia da computação supercondutora, mas tiveram que colocar um fim aos seus
esforços pela falta de resultados. Em seus artigos justificando a decisão, a
IBM menciona que, sem supercondutividade não-recíproca, ou seja, que flua
apenas num sentido, é impossível construir um computador usando supercondutores.
Heng Wu e seus colegas da Universidade de Tecnologia de Delft
conseguiram agora construir um diodo supercondutor, no qual a eletricidade flui
unidirecionalmente, usando brometo de nióbio (Nb3Br8), um
material bidimensional, com apenas uma camada atômica, como o grafeno.
A equipe trabalhou com uma junção
Josephson, um sanduíche no qual duas fatias de material
supercondutor são separadas por uma camada muito fina de material isolante. O
truque consistiu na substituição do material isolante pelo brometo de nióbio,
que é considerado um ‘material
quântico’, neste caso apresentando um dipolo elétrico líquido.
“Muitas tecnologias são baseadas em versões antigas
de junções Josephson supercondutoras, por exemplo, a tecnologia de ressonância
magnética. Além disso, a computação quântica
hoje é baseada em junções Josephson. A tecnologia que antes só era
possível usando semicondutores agora pode ser feita com supercondutores usando
este bloco fundamental.
“Isso inclui computadores mais rápidos, como em
computadores com velocidade de até terahertz, o que é 300 a 400 vezes mais
rápido do que os computadores que estamos usando agora. Isso influenciará todos
os tipos de aplicações sociais e tecnológicas. Se o século 20 foi o século dos
semicondutores, o século 21 pode se tornar o século dos supercondutores,” disse o professor Mazhar Ali, coordenador da equipe.
Bibliografia:
Artigo: The
field-free Josephson diode in a van der Waals heterostructure
Autores:
Heng Wu, Yaojia Wang, Yuanfeng Xu, Pranava K. Sivakumar, Chris Pasco, Ulderico
Filippozzi, Stuart S. P. Parkin, Yu-Jia Zeng, Tyrel McQueen, Mazhar N. Ali
Revista:
Nature
Vol.: 604,
pages 653-656
DOI:
10.1038/s41586-022-04504-8
