Computadores quânticos chegando

Criado um dissipador para processadores quânticos

Redação do Site Inovação Tecnológica -  16/05/2017

O refrigerador quântico é incorporado dentro do chip supercondutor - neste protótipo, várias unidades são incorporadas a dois osciladores quânticos paralelos. [Imagem: Aalto University / Kuan Yen Tan]

Resfriador quântico

"Estou trabalhando nessa engenhoca há cinco anos, e ela finalmente funcionou."

Foi assim que Kuan Yen Tan, da Universidade Aalto, na Finlândia, comemorou seu feito.

Ele construiu um dissipador para processadores quânticos, um circuito refrigerador adequado para funcionar junto aos processadores quânticos.

Vale mesmo a comemoração porque, mais do que resfriar os processadores, o refrigerador de Tan viabiliza o funcionamento dos processadores quânticos, uma vez que o calor induz erros nos qubits - se os qubits ficarem quentes demais, eles não podem ser inicializados porque ficam alternando velozmente entre estados diferentes.

O refrigerador em nanoescala resolve este problema, tendo sido projetado para funcionar diretamente junto aos qubits supercondutores, uma das plataformas mais avançadas rumo à viabilização da computação quântica.

Além disso, ainda que os refrigeradores quânticos já façam parte do arsenal dos laboratórios mais avançados há algum tempo, os segredos da termodinâmica em nível atômico ainda não estão totalmente desvendados.

Tunelamento

O circuito que contém os qubits supercondutores é resfriado utilizando o tunelamento dos elétrons que atravessam um isolador de dois nanômetros de espessura. 

O truque está em dar aos elétrons uma energia insuficiente para o tunelamento direto. O elétron então vai buscar a energia que falta para que ele tunele do processador quântico, que então perde energia e resfria.

Os testes foram feitos em um ressonador quântico. Agora que atestaram que o conceito funciona, a equipe pretende incorporar o dissipador em um processador quântico real, além de tentar obter temperaturas cada vez mais baixas.

Bibliografia:

Quantum-circuit refrigerator
Kuan Yen Tan, Matti Partanen, Russell E. Lake, Joonas Govenius, Shumpei Masuda, Mikko Möttönen - Nature Communications - Vol.: 8, Article number: 15189 - DOI: 10.1038/ncomms15189

Satélite Brasileiro

Lançado com sucesso satélite brasileiro de comunicações

Com informações da Agência Brasil -  05/05/2017

O SGDC (Satélite Geoestacionário de Defesa e Comunicações) será o primeiro satélite de telecomunicações controlado pelo Brasil. [Imagem: Arianespace]

SGDC

O primeiro satélite geoestacionário brasileiro de comunicações foi lançado com sucesso do Centro Espacial de Kourou, na Guiana Francesa, no início da noite desta quinta-feira (4).

O SGDC (Satélite Geoestacionário de Defesa e Comunicações) é uma parceria entre os ministérios da Defesa e da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações, e envolveu investimentos de R$ 2,7 bilhões.

O satélite foi adquirido pela Telebras de uma empresa francesa e será utilizado para comunicações estratégicas do governo e para ampliar a oferta de banda larga no país, especialmente em áreas remotas.

O satélite vai operar nas bandas X e Ka. A primeira é uma faixa de frequência destinada exclusivamente ao uso militar, correspondendo a 30% da capacidade total do satélite. Já a banda Ka será usada para comunicações estratégicas do governo e implementação do Plano Nacional de Banda Larga, especialmente em áreas remotas.

Testes e operação

Depois do lançamento do foguete Ariane, foram 28 minutos até a separação do satélite, que levará cerca de 10 dias para chegar à sua posição final, a uma altitude de 36.000 km, que garantirá que ele fique sempre sobre a mesma posição em relação ao solo (geoestacionário).

Depois disso, serão feitos testes por 30 dias. Em meados de junho, o controle operacional do satélite já poderá ser feito pelas Forças Armadas brasileiras. A banda utilizada para comunicações poderá ser usada a partir de setembro.

A 36.000 km de altitude, o satélite acompanhará o movimento de rotação da Terra, cobrindo sempre a mesma área. [Imagem: Finep]

Com 5,8 toneladas e 5 metros de altura, o satélite brasileiro tem uma vida útil prevista de 18 anos.

Além do satélite brasileiro, o mesmo foguete Ariane levou ao espaço um satélite da Coreia do Sul.

A Dilma tinha razão, é possivel

Bateria de hidrônio entra no páreo para "armazenar o vento"

Redação do Site Inovação Tecnológica -  21/03/2017

O material usado como eletrólito possui grandes espaços entre as moléculas, o bastante para acomodar os íons hidrônio.[Imagem: OSU]

Hidrônio

A competição por um avanço tecnológico real no campo das baterias tem mais um competidor: uma bateria de hidrônio, ou hidroxônio.

O hidrônio, também conhecido como H₃O+, é um íon com carga positiva produzido quando um átomo de hidrogênio é adicionado a uma molécula de água.

Xingfeng Wang, da Universidade do Oregon, nos EUA, descobriu que os íons hidrônio podem ser armazenados de forma reversível em um eletrólito constituído por um material sólido, orgânico e cristalino, chamado PTCDA (perilenotetracarboxílico dianidridedo), que apresenta uma porosidade grande o suficiente para acomodar esses íons.

O sistema forma uma bateria adequada para aplicações do tipo estacionário, como as baterias líquidas de fluxo redox, projetadas para armazenar a energia de fontes intermitentes, como solar e eólica, e liberá-la de forma contínua para a rede.

• Especial Armazenar o vento: Tecnologias para serem levadas a sério

Vantagens e desvantagens

"[Esta bateria] pode viabilizar uma mudança de paradigma para baterias mais sustentáveis," disse o professor Xiulei Ji. "Ela não usa lítio, sódio ou potássio para transportar a carga [elétrica] e usa apenas ácido como eletrólito. Há uma enorme abundância natural de ácido, por isso ele é altamente renovável e sustentável".

Seria melhor se não fosse ácido sulfúrico diluído, mas as demais baterias líquidas no geral ainda têm seus problemas a serem solucionados, sobretudo as elevadas temperaturas de operação. E a bateria de hidrônio tem a vantagem de dispensar os metais, terras raras ou alumínio necessários em tecnologias concorrentes.

"Ela não vai servir para alimentar carros elétricos," reconhece Ji. "Mas fornece uma oportunidade para os pesquisadores de baterias tomarem uma nova direção à medida que procuram novas alternativas para o armazenamento de energia, particularmente para o armazenamento estacionário para a rede."

Bibliografia:

Hydronium-Ion Batteries with Perylenetetracarboxylic Dianhydride Crystals as an Electrode
Xingfeng Wang, Clement Bommier, Zelang Jian, Zhifei Li, Raghu S. Chandrobose, Ismale A. Rodríguez Pérez, P. Alex Greaney, Xiulei Ji
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.201700148