Microscópio eletrônico é integrado com computador quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/09/2026 Microscópio quântico Combinar um microscópio eletrônico - que usa elétrons para gerar as imagens - com um computador quântico permite extrair muito mais informações de cada elétron. O resultado é uma técnica que pode revelar mais das amostras ou detalhes mais sutis usando menos elétrons, ajudando a proteger amostras frágeis, que podem ser danificadas pela microscopia convencional. Os microscópios eletrônicos revelam estruturas muito menores do que qualquer coisa visível com luz comum, mas Elias Pescoller e colegas de várias universidades austríacas deram-se conta de que os microscópios eletrônicos estavam deixando passar informações valiosas. Hoje, as imagens são construídas basicamente contando os elétrons. No entanto, cada elétron também carrega informações quânticas que são simplesmente ignoradas. A ideia então consistiu em checar essas informações adicionais e verificar o que era possível fazer com elas com vistas a melhorar a qualidade da imagem. "Hoje, conseguimos visualizar detalhes minúsculos em escala atômica," comentou o professor Philipp Haslinger, da Universidade Tecnológica de Viena. "No entanto, isso exige um grande número de elétrons. E nem todas as amostras podem ser expostas a tantos elétrons sem sofrer danos. Isso costuma ser um problema, principalmente ao se obter imagens de amostras biológicas, como proteínas individuais." A proposta, então, consiste em extrair mais informações de cada elétron para que seja possível reduzir o número total de elétrons necessários para produzir uma imagem. Lendo informações quânticas dos elétrons A ideia é conectar um microscópio eletrônico tradicional a um computador quântico que usa íons como qubits. "Nós deixaremos que eles [os elétrons] interajam com os íons que são mantidos no lugar ao longo do caminho do feixe de elétrons," explicou Pescoller. "Isso pode, por exemplo, criar entrelaçamento quântico entre o elétron e o computador quântico. O elétron e o íon compartilham, então, um estado quântico conjunto." O entrelaçamento quântico permite que duas partículas compartilhem informações de maneiras que não têm equivalente direto na física clássica. Nessa configuração microscópio-computador, cada elétron que passa pelo microscópio pode se entrelaçar com um íon no computador quântico, permitindo que informações contidas no elétron sejam lidas sem contato - a leitura é feita diretamente no íon-qubit. E não é só um elétron: Depois que um elétron interage com o qubit, outro elétron pode passar e também se entrelaçar. Repetindo essas operações quânticas de modo cuidadosamente projetado, o computador quântico consegue combinar informações de múltiplos elétrons. Isso deverá permitir recuperar detalhes úteis que hoje são impossíveis de identificar usando apenas a contagem de elétrons. "Os próprios elétrons são usados para gerar imagens de pequenos objetos, assim como em qualquer outro microscópio eletrônico. Mas, ao processar a informação quântica transportada por esses elétrons em um computador quântico, podemos extrair muito mais informação do processo. O que antes seria indistinguível de ruído aleatório pode, assim, se tornar um sinal nítido," disse a professora Iva Bézenová. Em construção Por enquanto, os pesquisadores comprovaram matematicamente que o novo método deverá oferecer vantagens importantes. O próximo desafio é demonstrar esses benefícios experimentalmente. A universidade já conta com um computador quântico com qubits de íons aprisionados, de modo que a equipe já está trabalhando na integração com o microscópio. Se tudo funcionar como esperado, a inovação poderá abrir uma nova rota para a microscopia eletrônica, uma que permitirá obter mais informações expondo amostras sensíveis a um número menor de elétrons.