Cientistas na Austrália desenvolveram o maior simulador quântico até o momento, usando 15.000 qubits para modelar materiais quânticos exóticos. Este dispositivo, conhecido como Quantum Twins, pode ajudar a otimizar supercondutores e outras substâncias avançadas. Construído embutindo átomos de fósforo em chips de silício, oferece controle sem precedentes sobre propriedades de elétrons.
Michelle Simmons e sua equipe na Silicon Quantum Computing, na Austrália, revelaram o Quantum Twins, um simulador quântico composto por 15.000 qubits dispostos em uma grade quadrada. Isso marca o maior dispositivo desse tipo até agora, superando arrays anteriores feitos de milhares de átomos extremamente frios. Ao embutir átomos de fósforo em chips de silício, os pesquisadores transformaram cada átomo em um qubit, permitindo arranjos precisos que imitam estruturas atômicas em materiais reais. O simulador permite controle detalhado das propriedades dos elétrons, como a dificuldade de adicionar um elétron a um ponto da grade ou permitir o 'salto' de elétrons entre pontos. Essa capacidade é essencial para entender o fluxo de eletricidade em materiais. Simmons observou: «A escala e a controlabilidade que alcançamos com esses simuladores significa que agora estamos preparados para enfrentar alguns problemas muito interessantes.» Ela acrescentou: «Estamos projetando novos materiais de maneiras antes impensáveis, construindo literalmente seus análogos átomo por átomo.» Em testes, a equipe simulou uma transição entre comportamentos metálicos e isolantes em um modelo matemático de como impurezas afetam correntes elétricas. Eles também mediram o coeficiente de Hall do sistema em várias temperaturas, revelando respostas a campos magnéticos. Computadores convencionais lutam com sistemas bidimensionais grandes e interações eletrônicas complexas, mas o Quantum Twins mostra promessa aqui. Olhando para o futuro, o dispositivo pode explorar supercondutores não convencionais, que operam em condições mais amenas do que os tradicionais, mas exigem insights microscópicos mais profundos para aplicações em temperatura ambiente. Ele também pode investigar interfaces metal-molécula relevantes para o desenvolvimento de medicamentos e fotossíntese artificial. Os achados aparecem na Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-10053-7).
