Tecnologia do futuro: a supercondutividade revoluciona os computadores quânticos!

Tecnologia do futuro: a supercondutividade revoluciona os computadores quânticos!

A Conferência Internacional de Eletrônica Supercondutora (ISEC) se estabeleceu como uma importante plataforma para pesquisa em materiais supercondutores. Esta conferência acontece a cada dois anos em diferentes países, sendo a última anfitriã da Alemanha em 1997. O presidente da universidade, Kai-Uwe Sattler, da TU Ilmenau, enfatizou o papel essencial desta pesquisa para a digitalização e as tecnologias de uso intensivo de energia. Os materiais supercondutores são capazes de conduzir eletricidade sem perdas, oferecendo possibilidades revolucionárias para computadores quânticos e semicondutores energeticamente eficientes.

Estes avanços são particularmente relevantes para reduzir as necessidades energéticas dos centros de dados, que desempenham um papel fundamental na prestação de serviços em nuvem e na Internet das Coisas (IoT). Com o nível atual de tecnologia, os computadores tradicionais estão atingindo seus limites devido à sua arquitetura desatualizada. Para enfrentar esses desafios, o Prof. Hannes Töpfer apresentará uma nova abordagem para conservação de energia que combina computação neuromórfica com supercondutividade.

Computação neuromórfica como tecnologia chave

O conceito de computação neuromórfica imita o processamento de informações do cérebro humano. Em uma rede Josephson neuromórfica, os contatos Josephson supercondutores são conectados de tal forma que simulam a função das células nervosas biológicas. A informação é transmitida através de impulsos curtos, semelhantes aos sinais neuronais do sistema nervoso. Isto leva a um consumo significativo de energia. Cada bit de computação poderia exigir até um bilhão de vezes menos energia do que as tecnologias anteriores.

O objetivo desta investigação não é apenas desenvolver técnicas inovadoras, mas também otimizar a sua utilização em data centers, transportes e indústria. Isto ajuda a reduzir a pegada de carbono da TI, que é de importância urgente no mundo de hoje. Há também insights valiosos de estudos que também abordam a eficiência energética de computadores neuromórficos, como nas publicações de Li et al. (2020) e Zhang et al. (2020), onde são investigadas redes neurais eficientes e arquiteturas de computação de inspiração neuro.

A abordagem europeia à inovação

Paralelamente às conclusões do ISEC, o OpenSuperQplus100, um projeto baseado em computadores quânticos supercondutores, também está a ser desenvolvido na Europa. Este projeto faz parte da agenda estratégica de investigação da UE para a tecnologia quântica e visa desenvolver sistemas e tecnologias para produzir chips quânticos de alta qualidade. Isto criará uma plataforma de design e fabricação para chips quânticos, incluindo integração em módulos multi-chip e definição de processos de fabricação para chips qubit.

A Fraunhofer EMFT está ativamente envolvida no desenvolvimento de novos processos para produção de chips qubit na linha piloto. O objetivo final é produzir esses chips em escala industrial para aplicações comerciais e um caminho para novos avanços, com a próxima etapa visando chips com até 1.000 qubits. As aplicações desta tecnologia incluem simulações quânticas na indústria química e ciência de materiais, bem como problemas de otimização e aprendizado de máquina.

No geral, estes desenvolvimentos mostram quão estreitamente os tópicos da eletrónica supercondutora e da computação neuromórfica estão ligados e quais as grandes expectativas que a investigação a vários níveis tem para a tecnologia futura. Os avanços na tecnologia supercondutora poderão não só revolucionar a eficiência na tecnologia de dados, mas também levar a melhorias na eficiência energética à escala global.