O qubit capacitivo é formado por duas camadas de grafeno ensanduichando uma camada de nitreto de boro.
Qubit resistente
Nasceu um novo componente que deverá acelerar ainda mais uma corrida cujos competidores parecem cada vez mais próximos da linha de chegada: a criação de computadores quânticos práticos. Trata-se de um qubit - a unidade básica de cálculo e armazenamento de dados desses computadores futurísticos - feito a partir de uma série de camadas empilhadas de materiais bidimensionais.
A grande vantagem é que o componente se mostrou muito estável, capaz de resistir às influências externas que fazem os qubits perderem os dados muito facilmente - e, nessas dimensões quânticas, virtualmente tudo é interferência, o que exige o uso de temperaturas criogênicas, para tentar diminuir a energia do meio circundante e sua capacidade de interferir com o qubit.
Capacitor como qubit
A grande novidade é que o qubit é na verdade um capacitor, um componente eletrônico básico capaz de armazenar energia e liberá-la em pulsos muito rápidos. A diferença é que, dadas suas dimensões, é um capacitor que opera segundo as leis da mecânica quântica. Sina Khorasani e Akshay Koottandavida, da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, tiveram a ideia de explorar o uso de um capacitor como qubit justamente porque seu princípio de funcionamento o torna mais resistente às interferências externas, já que, em vez de ser influenciado por partículas intrometidas, ele pode simplesmente guardá-las como energia.
Além disso, é mais fácil fabricar um nanocapacitor, que também fica menor do que outras arquiteturas de qubits atualmente sendo pesquisadas.
Mais do que qubits
O componente consiste em camadas do isolante nitreto de boro ensanduichadas entre duas camadas de grafeno. Graças às propriedades pouco usuais do grafeno, a carga que entra no capacitor não é proporcional à tensão - essa não-linearidade é uma etapa essencial no processo de gerar bits quânticos.
E essas características o tornam útil também para outras aplicações na interface entre a eletrônica e a óptica. "Este componente pode melhorar significativamente a forma como a informação quântica é processada, mas também há outras aplicações em potencial. Ele pode ser usado para criar circuitos de alta frequência fortemente não-lineares - até o regime terahertz - ou em misturadores (mixers), amplificadores e para o acoplamento ultraforte entre fótons," escreveram os pesquisadores.
Revista que até então eu não conhecia, editada pela Graffiti Cultural provavelmente na década de 1990 e tomando base por esse único número conhecido até agora ela publicava circuitos de diversas áreas da eletrônica e possuía um laboratório próprio já que os circuitos não possuem autoria.
Se algum leitor tiver mais alguma informação a respeito para poder acrescentar eu agradeço, pode deixar um comentário ou me enviar por e-mail.
É possível fazer a modificação no Bosch basicamente de três maneiras diferentes:
- A primeira é feita usando um frequencímetro e um gerador de RF(ou VFO) que faz com que seja melhor ajustada;
- A segunda é feita usando somente um gerador ou VFO que trabalhe na faixa de 7000 a 7300kHz, se for usado um VFO é necessário saber a faixa de cobertura;
- A terceira e menos precisa pode ser feita sem uso de qualquer equipamento, mas necessita, pelo menos, de um receptor que capte a faixa dos 40m de radioamador.
Como é feita a modificação
A modificação é feita através do ajuste de três bobinas, a bobina osciladora F254(vermelha), e as duas bobinas da entrada da antena F252 e F253.
O primeiro passo é ajustar a faixa girando o núcleo da bobina osciladora F254 no sentido horário, se você tem a disponibilidade de um frequencímetro basta conectá-lo ao pino 10 através de um cap. cerâmico de 10n ou 100n no CI TDA1072(identificado como V200 na placa) para fazer a leitura, a frequência indicada será 455kHz maior que a frequência de recepção, portanto o ajuste na bobina deverá ser feito de modo a ter uma leitura no frequencímetro entre 7455 a 7755kHz.
Mas antes de conectar o frequencímetro e ajustar é preciso colocar um resistor de carga entre o pino 10 e o negativo(pino 6) de 2,2k para que a leitura fique estável, essa ligação está no esquema abaixo que aparece no datasheet do CI.
Figura 1
Se você não tem um frequencímetro terá que usar um receptor que indique a frequência de recepção, dessa forma fica mais complicado pois você terá que escutar alguém no início da faixa com o receptor e depois ajustando a bobina osciladora até captar com o Bosch, note que nesse caso você vai precisar prestar atenção quanto a posição do dial no Bosch, se você deixar o ponteiro do dial no final do cursor nunca vai conseguir ajustar a bobina osciladora para escutar alguém no início da faixa, portanto se você quer sintonizar alguém no início da faixa o ponteiro do dial do Bosch deve estar próximo ou no início também.
Se você tem um gerador de RF basta conectá-lo a antena por meio de um capacitor cerâmico de 100n e ajustar para a frequência de 7000kHz e com o ponteiro do dial do Bosch tudo para a esquerda, isso é, no início, ajuste a bobina osciladora até captar o som característico do gerador. Depois ajuste o gerador para 7300kHz e gire o ponteiro do dial do Bosch até o final da faixa para ver se escuta o som do gerador, captado o som ele já está ajustado, basta agora selar o núcleo da bobina com parafina ou cola.
Abaixo a foto do Bosch já modificado e com o BFO, o CI TDA1072 é aquele próximo a bobina osciladora, ele tem um capacitor colado em cima dele.
Figura 2
O próximo passo é ajustar as duas bobinas da entrada da antena F252 e F253. Para esse ajuste é necessário o uso do VFO ou gerador de RF e um multímetro.
Você deverá ajustar o dial do Bosch para a frequência de 7150kHz(frequência central da faixa), com o uso do frequencímetro basta ajustar para 7605kHz, feito isso conecte um resistor de 2,7k entre o pino 9 do CI e o negativo(pino 6) como carga da mesma forma que está no esquema da figura 1.
Depois conecte o VFO ou gerador de RF na entrada de antena do Bosch, ajuste o gerador para a frequência aproximada de 7150kHz, usando um VFO eu conectei um atenuador entre o VFO e o Bosch para não saturar a entrada de recepção, usei o esquema do próprio datasheet do CI que fica dentro da linha pontilhada na imagem abaixo:
Figura 3
Conecte o multímetro para medir a tensão no pino 9 do CI, ela deve estar um pouco abaixo de 2Vcc, ajuste F252(ou F253) para maior tensão indicada no multímetro, não tem uma ordem para esse ajuste, você pode começar com qualquer uma das duas bobinas, o ajuste é o mesmo, sempre com a intenção de obter a maior tensão na leitura no multímetro, ajuste uma bobina, depois ajuste a outra e depois volte a retocar a primeira, ajuste até obter a maior tensão no pino 9, feito isso basta lacrar as duas bobinas que a conversão está pronta.
Abaixo o vídeo da conversão que fiz:
Quando você faz o ajuste usando o VFO, antes de ajustar as bobinas é preciso sintonizar o VFO até obter a maior tensão cc no pino 9 do CI, assim você estará sincronizando a frequência do VFO com o Bosch.
Se você não tem um gerador ou VFO a única maneira é ajustar as bobinas - quando escutar alguém no meio da faixa - até obter um volume de som mais alto nos falantes.
Os ajustes das bobinas devem ser feitos usando uma chave não metálica, mas é possível fazer usando a chave metálica, basta ter mais paciência na hora de retocar as frequências pois quando você encosta a chave metálica no núcleo da bobina osciladora a frequência altera algumas dezenas de kilohertz.
Ligando um BFO
A ligação do BFO é simples, deve ser usado a mesma ligação que está no pino 10 da figura 1, isto é, conecte um resistor de 2,2k como carga e depois um capacitor cerâmico de 10n e um resistor de 1K em série entre o pino 10 e a saída do BFO.
Como chave para ligar/desligar o BFO eu usei a chave de stereo/mono do Bosch e peguei a alimentação do fio da saída para acionar a antena elétrica, esse fio tem 12V somente quando ligar o Bosch.
O esquema do BFO usado foi esse abaixo:
Figura 4
Esse ressonador cerâmico X1 pode ser encontrado em controle remoto de TV, o transistor aceita equivalentes.
O vídeo com mais detalhes da ligação do BFO está abaixo:
É possível também adicionar um botão de standby na recepção para quem for usar o Bosch em conjunto com um transmissor, para isso basta interromper a trilha do pino 2 do CI que originalmente está ligada ao negativo.
Usei o botão de FM LOCAL/DX para fazer essa ligação, para isso basta ligar a chave entre o pino 2 e o negativo, quando a chave conectar o pino 2 ao negativo tem recepção, quando interromper entra em standby.
Também é possível ligar um VU para indicar a intensidade do sinal recebido, para isso basta ligar o VU no pino 9 do CI da mesma forma que está na figura 1.
Abaixo, um vídeo feito dando um giro no dial para mostrar o resultado da conversão do Bosch:
O material líquido, transparente e com densidade similar à da água, ao ser aquecido, vira uma cerâmica que suporta altíssimas temperaturas.
Líquido que vira cerâmica
Apenas cinco ingredientes - silício, boro, carbono, nitrogênio e hidrogênio - foram misturados para produzir um novo polímero líquido que, ao ser aquecido, vira uma cerâmica com valiosas propriedades térmicas, ópticas e eletrônicas. Dadas as propriedades da cerâmica resultante, o polímero poderá ser usado na fabricação de têxteis cerâmicos, melhores lâminas para motores a jato e proteções antitérmicas customizadas, além de permitir a fabricação de peças cerâmicas em impressoras 3-D e poder entrar na composição de baterias.
Com uma densidade similar à da água, o polímero também pode ser produzido em larga escala, por processos industriais. "Este polímero é um material útil que realmente funciona," disse Gurpreet Singh, da Universidade do Estados do Kansas, nos EUA. "Agora podemos pensar em usar cerâmicas onde você nunca poderia sequer imaginar".
Tecidos de cerâmica
Além de líquido e transparente, o novo material tem baixa densidade, o que significa que ele pode dar origem a cerâmicas leves, em vez das cerâmicas tradicionais, como as feitas à base de silício e boro, que são pesadas - quando endurece, o material fica escuro, quase preto.
E mesmo com uma densidade de massa de três a seis vezes inferior à de outras cerâmicas de ultra-alta-temperatura, como as de boreto de zircônio e carbureto de háfnio, a cerâmica resultante do aquecimento do novo polímero consegue suportar temperaturas extremas, de aproximadamente 1.700 graus Celsius. Finalmente, o polímero pode ser usado para produzir fibras cerâmicas. Quando aquecido a temperaturas de 50 a 100 graus Celsius, o material torna-se um gel similar ao xarope ou mel. Nesse estado de gel, o polímero pode ser puxado para formar cordas ou fibras, dando origem a têxteis cerâmicos ou malhas cerâmicas. As cerâmicas são valiosas porque resistem a temperaturas extremas e são usadas em uma variedade de produtos, de velas de ignição e fornos de alta temperatura a motores a jato e escudos de proteção na exploração espacial.
A equipe patenteou seu material e agora está procurando parceiros na indústria para comercializá-lo.
A capacidade de um condensador de placas depende da superfície ativa do condensador, da distância entre suas placas e da constante dielétrica de seu dielétrico.
Constantes Dielétricas
Acetato de celulose - 3,9 a 4,6
Água comum a 14 graus Celsius- 83,8
Água destilada - 81
Ar a 0 graus Celsius e 760mm de pressão - 1
Baquelita - 4,5 a 7
Borracha pura - 2,4
Borracha vulcanizada - 2,9
Fórmica - 5 a 6
Madeira seca - 2 a 2,4
Mica - 2,5 a 8
Óleo para transformadores - 2,5
Papel seco - 1,5
Parafina - 2 a 2,5
Plexiglas - 3,5
Poliestireno - 2,2
Porcelana - 4,4 a 6
Resina - 2,6
Vácuo - 0,99
Vaselina líquida - 2,1
Vaselina sólida - 2,2
Vidro - 10
A superposição das redes - feitas de pontos de materiais dielétricos - cria armadilhas que aprisionam a luz.
Dirigindo a luz
Dois físicos de Cingapura projetaram uma "estrutura ótima" para aprisionar a luz. Técnicas de manipulação da luz - incluindo diminuir sua velocidade, dar-lhe nós ou fazê-la dar marcha-a-ré - tornaram-se parte integrante dos desenvolvimentos no campo das células solares e dos LEDs, e prometem estar presentes nos processadores à base de luz e nas telecomunicações.
Desta forma, uma estrutura simples, otimizada e padronizada para fazer isto pode dar um impulso a uma vasta gama de áreas de pesquisa e desenvolvimento.
Luz presa em loops
Gandhi Alagappin e Png Ching, do Instituto A*STAR, descobriram que a superposição de duas redes similares, mas de periodicidades ligeiramente diferentes, cria uma estrutura que permite controlar e posicionar a luz de acordo com a necessidade do projeto. "Se você criar um padrão de redes mescladas na superfície de um LED, isto ajudará a liberar a luz de forma mais eficiente. Para uma célula solar, contudo, as ranhuras mescladas ajudarão a luz a entrar melhor, para que mais energia possa ser gerada," explicou Gandhi.
A dupla projetou a estrutura fotônica superpondo estruturas de pequenos pontos feitos com materiais dielétricos distribuídos em uma superfície seguindo uma proporção simples - R:R-1. Por exemplo, uma rede é mesclada com outra cujo espaçamento é 4/3 maior, ou 5/4, 6/5 etc. "Isto cria um efeito bidimensional similar às cristas de duas ondas de frequência muito próxima. Onde há antinodos a luz é localizada na forma de um loop," disse Gandhi, acrescentando que isso é diferente da chamada Localização de Anderson, que surge da aleatoriedade de uma estrutura. "Esta é uma forma sistemática de criar um grande número de loops."
Metamaterial fotônico
Além de LEDs e células solares, a capacidade de criar ressonadores nos quais a luz fica aprisionada na superfície de um dispositivo também terá aplicações em componentes de computação quântica baseados em luz, como os defeitos em diamantes conhecidos como vacâncias de nitrogênio.
Mais do que isso, a nova técnica não se limita à luz, permitindo projetar sistemas que possam controlar com precisão a energia das ondas em qualquer região e em qualquer escala - som, térmica, água ou até mesmo ondas de matéria, como nos condensados de Bose-Einstein, usados recentemente para criar objetos com massa negativa.
