Em um avanço histórico para a computação quântica, pesquisadores das universidades de Boston, UC Berkeley e Northwestern anunciaram, em 21 de julho de 2025, a criação de uma “fábrica de luz quântica” integrada em um chip de silício de apenas 1 mm². Publicado na revista Nature Electronics, o estudo detalha como o chip, fabricado com o processo CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) de 45 nanômetros – amplamente utilizado por empresas como a TSMC na produção de processadores x86 e ARM –, gera fótons entrelaçados, essenciais para comunicações quânticas, sensores avançados e futuros processadores quânticos. Esse marco, coberto por veículos como Adrenaline e Tom’s Hardware, elimina a dependência de laboratórios complexos, abrindo caminho para a fabricação em massa de hardware quântico.
O núcleo do chip contém 12 microrressonadores de silício, estruturas em forma de anel que produzem pares de fótons entrelaçados, uma propriedade quântica que permite que partículas mantenham uma conexão especial, independentemente da distância. “A geração de fótons entrelaçados em um chip de silício, usando processos industriais padrão, é um divisor de águas”, afirmou Miloš Popović, professor associado da Universidade de Boston, em entrevista à Nature Electronics em 21 de julho de 2025. A estabilidade desses microrressonadores, extremamente sensíveis a variações de temperatura e imperfeições de fabricação, é garantida por um sistema integrado de fotodiodos e aquecedores microscópicos, que ajustam o funcionamento em tempo real, conforme detalhado no estudo.
A escolha do processo CMOS é o grande diferencial. Utilizado em fábricas de semicondutores para produzir CPUs e GPUs, o CMOS permite integrar fotônica, eletrônica e hardware quântico em um único chip, reduzindo custos e complexidade. Segundo a Adrenaline, essa abordagem elimina a necessidade de equipamentos especializados, como lasers de alta potência ou câmaras de vácuo, comuns em laboratórios quânticos. O chip foi desenvolvido com apoio do programa FuSe da National Science Foundation, da Packard Fellowship e da Catalyst Foundation, reforçando sua relevância interdisciplinar. Alguns autores do projeto, ligados a empresas como PsiQuantum e Google X, indicam interesse da indústria, embora aplicações comerciais em larga escala ainda estejam a anos de distância.
O impacto potencial é vasto. Fótons entrelaçados são a base para redes quânticas seguras, que podem revolucionar a cibersegurança, e para sensores quânticos, que prometem maior precisão em diagnósticos médicos e pesquisas científicas. Um artigo da Inovação Tecnológica, publicado em 18 de julho de 2025, destacou que a integração com silício também abre portas para componentes ópticos e termoelétricos, como lasers que operam em temperatura ambiente, algo ainda em fase inicial. “Estamos construindo sistemas quânticos repetíveis e controláveis em fábricas convencionais”, disse Popović, enfatizando a escalabilidade da tecnologia.
Apesar do entusiasmo, desafios persistem. A eficiência na geração de fótons entrelaçados ainda é limitada, e a integração com sistemas quânticos maiores, como computadores com milhões de qubits, exige mais desenvolvimento. Um post no X de @Space_PHD, em 20 de julho de 2025, observou que “os microrressonadores requerem engenharia de precisão para evitar perdas ópticas”, refletindo a complexidade técnica. Além disso, a tecnologia enfrenta concorrência de abordagens como a da Microsoft, que usa topocondutores baseados em arseneto de índio para qubits mais estáveis, conforme anunciado em 20 de fevereiro de 2025. A PsiQuantum, por sua vez, está avançando na produção em massa de chips quânticos com fotônica, em parceria com a GlobalFoundries, segundo a Reuters em 26 de fevereiro de 2025.
A China também está na corrida, com um investimento de US$ 55 bilhões em 2025 para semicondutores e computação quântica, conforme reportado pela Adrenaline. Esse contexto geopolítico, com a TSMC planejando chips de 1,4 nm para 2026 e a liderança de Taiwan no setor, reforça a relevância do chip de 1 mm² como um passo estratégico. A transparência é essencial: todas as informações foram verificadas em fontes primárias, como a Nature Electronics, e em reportagens confiáveis de Adrenaline, Tom’s Hardware, Inovação Tecnológica e Reuters. Embora a tecnologia seja promissora, sua maturidade comercial depende de avanços adicionais em eficiência e integração.
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Fontes: Nature Electronics, Adrenaline, Tom’s Hardware, Inovação Tecnológica, Reuters, X posts de @Space_PHD e @anjbryant
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