Pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos, da USP, aprisionaram íons frios pela primeira vez no Brasil. É a etapa que antecede a construção de qubits em uma das plataformas mais promissoras da computação quântica, e o país passou a ter, em território nacional, o equipamento que executa esse tipo de experimento.
O que foi feito
O grupo prendeu íons de estrôncio, átomos convertidos em partículas com carga elétrica, dentro de uma câmara de ultra-alto vácuo. O confinamento usa apenas campos elétricos, sem campo magnético, em uma configuração conhecida como armadilha de Paul, desenvolvida nos anos 1950 pelo físico alemão Wolfgang Paul, que rendeu a ele o Nobel de Física em 1989.
O princípio é elegante e vale explicar. O campo elétrico oscila cerca de 18 milhões de vezes por segundo, ou 18 megahertz. A troca é tão rápida que o íon não consegue acompanhar cada mudança de direção. O efeito médio de todas essas oscilações é uma força que empurra a partícula de volta ao centro, e ela fica presa ali. Resfriados por laser, os íons chegam a temperaturas abaixo de 1 milikelvin e ficam separados uns dos outros por micrômetros, alinhados como contas em um colar invisível.
Quem fez e com que apoio
O projeto é conduzido por Amilson Fritsch, pesquisador do IFSC-USP apoiado pela FAPESP no programa Jovem Pesquisador, dentro da QuTIa, iniciativa da fundação voltada a tecnologias quânticas. O laboratório está associado ao Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica.
O prazo chama atenção: o resultado saiu cerca de 18 meses depois do início do projeto, em dezembro de 2024. Montar uma armadilha de íons do zero envolve vácuo, óptica, eletrônica de radiofrequência e controle de laser em um mesmo sistema, e chegar ao primeiro aprisionamento nesse intervalo é rápido para um laboratório recém-instalado.
Por que íons aprisionados, e não outra tecnologia
Existem várias plataformas competindo para virar a base da computação quântica, e a mais visível é a de circuitos supercondutores, usada por Google e IBM. Íons aprisionados são a principal alternativa, adotada por empresas como IonQ e Quantinuum, e têm duas vantagens específicas.
- Qubits idênticos por natureza: todo íon de estrôncio é rigorosamente igual a outro íon de estrôncio, enquanto qubits supercondutores são fabricados e, por isso, saem ligeiramente diferentes entre si.
- Tempo de coerência longo: a informação sobrevive por mais tempo antes de se perder, o que reduz a pressão sobre correção de erros.
A desvantagem também é conhecida: operações tendem a ser mais lentas, e escalar para muitos íons em uma mesma armadilha é um problema de engenharia ainda aberto.
O que vem agora
Aprisionar não é computar. O próximo passo do grupo é manipular esses íons como bits quânticos, o que exige controlar com precisão os estados internos de cada partícula por laser e fazer com que dois íons interajam de forma previsível. A equipe estima realizar as primeiras operações de processamento quântico nos próximos meses. Os resultados ainda não foram publicados em revista revisada por pares, e é nessa etapa que o feito passa a ser verificável por terceiros.
Convém calibrar a expectativa. Nenhum laboratório do mundo tem hoje um computador quântico de uso geral, e um sistema com poucos íons não resolve problema prático nenhum. O que muda com esse resultado é outra coisa: formação de gente. Um laboratório de íons frios em operação treina físicos experimentais, engenheiros de controle e especialistas em óptica que, até aqui, precisavam sair do país para aprender isso na prática.
O contexto de política pública
O anúncio chega na mesma semana em que o Senado aprovou o Redata, regime especial de tributação para data centers, com impacto fiscal estimado em 5,2 bilhões de reais em 2026. São duas apostas de natureza bem diferente. Uma atrai infraestrutura pronta de fora, com resultado rápido e dependência de investimento privado. A outra constrói capacidade científica local, com resultado lento e efeito que só aparece em uma década. A segunda custa uma fração da primeira, e é a que raramente aparece no noticiário.