Aproveitando o que já existe
Digamos que a Intel quer fazer a computação quântica vingar, mas sem reinventar a roda. Não totalmente. Em vez de desenvolver um processo de fabricação totalmente novo, a companhia tenta, tanto quanto possível, reaproveitar tecnologias atuais. Na pesquisa em questão, as divisões Intel Labs e Components Research conseguiram utilizar um padrão de EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) na produção dos chips quânticos. Essa é uma tecnologia de litografia que usa laser e alguns elementos para gerar uma luz com um comprimento de onda muito curto para a construção de chips modernos. O feito da Intel é importante porque os pesquisadores da companhia conseguiram aproveitar o EUV na computação quântica. Só para constar, a mesma tecnologia vem sendo usada pela indústria para fabricar processadores de 10 nm, 7 nm ou até menos. Deu tão certo que eles puderam utilizar quase toda a superfície de um wafer de silício de 300 mm (placa cujos blocos servem de base para a fabricação de chips) com “uniformidade notável”, nas palavras da própria Intel.
A figura do qubit
Para entendermos o que isso significa, é bom relembrarmos o conceito de qubit. Essa é a abreviação de bit quântico. Na computação atual, baseada na lógica binária, um bit assume um estado representado por 0 ou 1. Na computação quântica, um qubit pode assumir 0, 1 ou uma superposição de ambos os valores. Por aí é possível perceber o porquê de a computação quântica ser considerada tão revolucionária. Teoricamente, essa abordagem permitirá que problemas complexos sejam resolvidos rapidamente quando, na computação tradicional, podem levar dias ou semanas para serem concluídos. Para tanto, é importante que o computador quântico suporte um número considerável de qubits, na casa dos milhares ou até milhões. É a máxima do “quanto mais, melhor”. Produzir chips modernos, que equipam nossos computadores e celulares, por exemplo, é um desafio. Mas esse desafio é constantemente superado porque a indústria de semicondutores existe há décadas e nunca deixou de evoluir. Então, é uma ideia razoável a indústria tentar aproveitar, dentro do possível, a sua bagagem com os chips tradicionais para viabilizar unidades quânticas, que seguem uma lógica muito mais complexa.
Um tal de qubit de spin de silício
A Intel vem fazendo isso com qubits de spin de silício. Isso significa que os qubits são baseados no mesmo material semicondutor (o silício) que é a base dos chips atuais. Mas eles contam com uma propriedade quântica — o tal spin — que funciona como um minúsculo mecanismo magnético que, com base no movimento de elétrons, pode manipular informações. Essa é uma explicação bastante simplificada, mas que ainda pode soar confusa. De todo modo, o mais importante é entender que a Intel deu mais um passo em direção a um cenário em que a computação quântica é viável. Mais um porque a companhia já havia dado um passo importante no primeiro semestre, quando fabricou seus primeiros qubits. O resultado mais recente representa uma continuação desse trabalho. Uma continuação bem-sucedida. Na época, a Intel previu que o seu processo permitiria que um wafer de silício de 300 mm pudesse ser usado para fabricação de qubits com um rendimento de pelo menos 95%.
Não é que deu certo?
Para tirar a prova, a companhia usou um equipamento chamado Cryoprober, que funciona a -271,45 graus Celsius para manter os qubits estáveis (sem mudança inesperada de estado). O teste confirmou que 95% dos chips do wafer de 300 mm produzido funcionaram como o esperado. Pois bem, o processo de fabricação é baseado na tecnologia EUV, já usada pela Intel. Além disso, ficou provado que os qubits têm comportamento uniforme, ou seja, não há diferenças estruturais significativas entre eles. Isso significa que a companhia abriu caminho para produzir processadores quânticos em larga escala. Para quando? Não dá para saber. Ainda há muita pesquisa a ser feita. A Intel precisa fazer testes com temperatura ambiente, por exemplo. No entanto, os resultados já alcançados reforçam a percepção de que qubits de spin de silício têm vantagens consistentes sobre outros tipos. Já se sabia que eles podem manter seu estado quântico por mais tempo em relação a qubits baseados em supercondutores, por exemplo. Agora, ficou claro que a sua produção em ritmo industrial não só é possível, como está próxima de se tornar real. Tudo indica que os capítulos seguintes dessa história serão muito interessantes.
