Aalto apresenta primeiro motor quântico supercondutor

Pesquisadores da Universidade Aalto demonstraram o primeiro motor quântico cíclico do mundo construído dentro de um circuito supercondutor, de acordo com um estudo publicado na Nature Communications em 14 de agosto de 2026. O dispositivo, que opera perto do zero absoluto, produziu repetidamente trabalho positivo ao converter quantidades minúsculas de calor, marcando uma prova de conceito para motores supercondutores que poderiam, eventualmente, melhorar a tecnologia de computação quântica.

O motor combina um qubit transmon, um ressonador e um refrigerador quântico, todos nanofabricados dentro de um circuito supercondutor. Liderada pelo Professor da Academia Mikko Möttönen, a equipe usou o refrigerador quântico para aquecer e resfriar o qubit sob demanda, acionando um ciclo de Otto — o mesmo processo termodinâmico usado em motores de carro — através de pulsos de controle cuidadosamente cronometrados. Medições confirmaram que o calor que passa pelo qubit durante o ciclo gerou trabalho positivo.

Este experimento une a mecânica quântica e a termodinâmica, mostrando como processos termodinâmicos familiares se comportam quando efeitos quânticos como tunelamento, emaranhamento e superposição estão presentes. De acordo com o primeiro autor Tuomas Uusnäkki, o uso de um único refrigerador quântico controlável como ambiente quente e frio torna o sistema mais simples e versátil do que motores térmicos convencionais, que dependem de reservatórios quentes e frios separados.

Os pesquisadores agora trabalham para melhorar o design e desenvolver um motor térmico totalmente autônomo. Uma aplicação potencial é a leitura de qubits sem transportar pulsos de micro-ondas de temperaturas de milikelvin até a temperatura ambiente. Möttönen observa que a Estratégia de Tecnologia Quântica da Finlândia prevê um computador quântico com mil qubits lógicos até 2035, o que provavelmente exigiria centenas de milhares de qubits físicos e milhões de cabos de micro-ondas custando milhares de euros cada. Dispositivos autônomos integrados em circuitos supercondutores poderiam reduzir tanto o custo quanto a complexidade, eliminando grande parte do ruído introduzido pelos cabos.

O experimento foi realizado usando OtaNano, a infraestrutura nacional de pesquisa da Finlândia para nanotecnologia, micro e quântica. O financiamento veio do Conselho de Pesquisa da Finlândia e da Fundação Cultural Finlandesa.