Um diamante especial é a chave para um sensor quântico totalmente de código aberto

A computação quântica é um sonho distante ou uma realidade iminente, dependendo de a quem você perguntar . E embora grande parte da Quantum Village deste ano, na conferência de segurança Defcon em Las Vegas, seja focada em pesquisas emergentes e análise de ameaças, os cofundadores da Village, Victoria Kumaran e Mark Carney, também estão trabalhando para tornar uma tecnologia quântica atualmente disponível mais acessível a hackers e a qualquer pessoa.

Em uma palestra no palco principal da Defcon no sábado, a dupla apresentará um sensor quântico de código aberto e acessível que pode atender a uma variedade de usos, desde tecnologias médicas até alternativas ao GPS. E tudo isso é alimentado por um diamante especial, porém acessível, com propriedades atômicas específicas. O projeto da primeira geração poderá ser montado por cerca de US$ 120 a US$ 160, dependendo dos fornecedores e do prazo de entrega. A segunda versão que Kumaran e Carney apresentarão neste fim de semana pode ser construída por ainda menos, e a dupla afirma que lançará uma terceira versão neste outono, com base em testes e sugestões da comunidade, que, segundo eles, custará apenas US$ 50 para ser construída.

Sensores quânticos detectam variações extremamente sutis em campos magnéticos e elétricos, permitindo medições ultraprecisas. Relógios atômicos que marcam o tempo quase perfeitamente, por exemplo, são sensores quânticos em uso há décadas. Para pesquisadores e entusiastas interessados em aprender mais sobre sensoriamento quântico, porém, a barreira de entrada tem sido bastante alta. Assim, o projeto "Uncut Gem" (Jóia Bruta) da Quantum Village, relativamente acessível e de código aberto, cria uma oportunidade real para que mais pessoas construam seus próprios sensores quânticos e explorem a tecnologia.

“Você pode fazer coisas que não seria possível antes, como usar sensores quânticos para começar a construir dispositivos portáteis semelhantes aos de ressonância magnética, que podem ser usados em todos os países”, disse Kumaran à WIRED antes da apresentação. “São diamantes com defeitos, diamantes sintéticos que são as sobras mais baratas que você pode encontrar. Acho que há algo um pouco poético no fato de os diamantes sintéticos terem essa utilidade.”

A maioria dos componentes necessários para o sensor quântico são peças de computação simples e prontas para uso, mas o diamante precisa ser o que é conhecido como um "diamante com vacância de nitrogênio". Suas propriedades moleculares especiais se devem à presença de átomos de nitrogênio que substituem alguns átomos de carbono na estrutura atômica do diamante.

Além de potenciais aplicações médicas, sensores quânticos podem ser usados em tecnologias de navegação alternativas que rastreiam interferências de ondas eletromagnéticas. Essas ferramentas poderiam ser usadas como alternativas locais ao GPS em caso de falhas globais do sistema ou interferência direcionada . A Força Espacial dos EUA está atualmente testando o que um comunicado chamou de "sensor inercial quântico de mais alto desempenho já testado no espaço".

Para a grande maioria das pessoas que não têm acesso aos sensores quânticos de mais alto desempenho do mundo, o projeto Uncut Gem representa uma oportunidade para democratizar e expandir a tecnologia de sensoriamento quântico. O projeto se junta a outros em diferentes áreas do hacking que têm se voltado para designs e componentes acessíveis e de baixo custo.

O pesquisador independente Davide Gessa vem testando os esquemas e o código do Uncut Gem.

“Estou na fase final de fundição do diamante com a eletrônica — espero terminar o dispositivo em cerca de duas semanas”, disse Gessa à WIRED. “Estou seguindo as instruções do projeto oficial, mas também fiz algumas personalizações. Minha esperança é explorar este dispositivo para realizar alguns experimentos de computação quântica e também usá-lo para geração de números aleatórios. Todas as minhas edições serão de código aberto, para que todos possam replicá-las e aprimorá-las.”

Os sensores protótipos da Uncut Gem já foram capazes de detectar flutuações de ondas magnéticas em um salão de conferências caótico, bem como batimentos cardíacos a poucos metros de distância de um indivíduo. O software é vital na detecção quântica, pois mesmo o hardware mais refinado e de alta qualidade ainda capta ruídos no ambiente que precisam ser reconciliados e filtrados para que a saída do sensor se concentre na detecção pretendida.

"A razão pela qual estamos chamando-o de o primeiro totalmente de código aberto é porque, até onde eu sei, outros artigos fornecem alguns esquemas — e nós os referenciamos —, mas não há nenhum outro lugar onde você possa ir que tenha o PCB [placa de circuito impresso], a fonte dos diamantes, os designs, os esquemas, o firmware e também um repositório de conhecimento sobre como ele funciona para que você possa começar", disse Carney, da Quantum Village, à WIRED.

Embora os sensores quânticos, e certamente o sensor Uncut Gem, ainda tenham um longo caminho a percorrer antes de oferecer a precisão e a facilidade de uso de um tricorder de Star Trek , Carney e Kumaran enfatizam que o propósito do projeto é simplesmente levar a tecnologia quântica real ao mundo o mais rápido possível.

“Tornar isso de código aberto é muito importante para nós”, diz Carney. “É um bom sensor? Desculpe, mas não. Existem sensores muito melhores. Poderia ser um sensor melhor? Com certeza, e isso acontecerá se conseguirmos que as pessoas participem do código aberto e o iterem.”