Computa��o com luz pulsada atinge 10 THz

Informática

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/05/2026

A demonstração foi feita em escada experimental, mas o material ativo básico já é fabricado como um semicondutor comum.[Imagem: Politecnico di Milano]

Computação controlada por luz

Os computadores do futuro rodarão literalmente à velocidade da luz: Pulsos de luz extremamente curtos acabam de ser usados para realizar operações lógicas ultrarrápidas.

Francesco Gucci e colegas de uma colaboração internacional deram um passo importante rumo ao desenvolvimento de uma nova geração de tecnologias de processamento de informação, de centenas a milhares de vezes mais rápidas do que as que temos atualmente.

Ao contrário da eletrônica tradicional, baseada no movimento dos elétrons, essa abordagem inovadora manipula o estado dos elétrons na matéria por meio da oscilação da luz.

"Demonstramos que a luz pode ser usada não apenas para transmitir informações, mas também para processá-las. Com o uso de pulsos de laser ultracurtos, podemos controlar os estados quânticos da matéria em escalas de tempo de alguns milionésimos de bilionésimo de segundo: Ou seja, nas mesmas frequências das oscilações da luz, velocidades até então desconhecidas na eletrônica," disse o professor Giulio Cerullo, do Instituto Politécnico de Milão, na Itália.

Na demonstração do conceito, as operações foram realizadas a taxas acima de 10 terahertz, mais de cem vezes mais rápidas do que os melhores dispositivos eletrônicos modernos. E isto não é o limite máximo.

Outro detalhe importante é que tudo foi feito à temperatura ambiente e utilizando pulsos de luz já disponíveis rotineiramente nos laboratórios. O experimento também permite medir por quanto tempo essa informação quântica permanece estável no material físico, um aspecto crucial para futuras aplicações tecnológicas.

Controle da polarização dos vales usando pulsos de luz ultracurtos.[Imagem: Francesco Gucci et al. - 10.1038/s41566-025-01823-w]

Valetrônica

O avanço foi possível graças às propriedades físicas de um semicondutor bidimensional, o dissulfeto de tungstênio (WSe₂), que possui apenas três camadas atômicas de espessura.

Devido aos fenômenos quânticos associados a esse filme nanométrico, os elétrons podem ocupar dois estados quânticos distintos dentro dele, conhecidos como "vales". Esses vales podem ser usados como uma nova unidade de informação, semelhante aos zeros e uns dos computadores tradicionais, mas muito mais rápida de controlar. Essa abordagem inovadora é conhecida como valetrônica - a valetrônica faz uma ponte da eletrônica com a computação quântica.

Usando uma sequência precisa de pulsos de laser com duração de apenas alguns femtossegundos (milionésimos de bilionésimo de segundo), os pesquisadores conseguiram ativar, desativar e expandir seletivamente a informação quântica, realizando operações lógicas semelhantes às feitas pelos circuitos eletrônicos, só que em velocidades imensamente maiores.

"Olhando para o futuro, esta prova de princípio indica uma série de novos desafios científicos e tecnológicos que precisamos superar para produzir dispositivos competitivos baseados neste princípio: Desde a criação de sequências de pulsos cada vez mais complexas até a possibilidade de aumentar o número de bits em dispositivos viáveis," disse o professor Franco Camargo, do Instituto de Fotônica e Nanotecnologias da Itália.

À medida que essas barreiras forem sendo superadas, os caminhos se abrirão para uma nova classe de componentes lógicos ultrarrápidos, que formarão os computadores do futuro.

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