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Chips fotónicos abrem caminho para processadores quânticos programáveis

O recurso fundamental que impulsiona um computador quântico é a ligação entre duas partículas distantes que Einstein apelidou de "ação fantasmagórica à distância". Os pesquisadores de Bristol mostraram, pela primeira vez, que este fenómeno notável pode ser gerado, manipulado e medido inteiramente num pequeno chip de silicone. Eles também utilizaram o mesmo chip para medir mistura - um efeito muitas vezes indesejado do meio ambiente, mas um fenómeno que agora pode ser controlado e utilizado para caracterizar circuitos quânticos, sendo de fundamental interesse para os físicos.
"Com o objectivo de construir um computador quântico, não só precisamos de ser capazes de controlar os fenómenos complexos, como o enrolamento e a mistura, mas precisamos também de ser capazes de fazer isso num chip, para que possamos respeitar a escala e aumentar o número de circuitos - de forma semelhante à dos computadores modernos que temos atualmente ", diz o professor Jeremy O'Brien, director do Centre for Quantum Photonics. "O nosso dispositivo permite isso e acreditamos que é um passo importante para a computação quântica óptica."
O chip, que realiza várias experiências que normalmente seriam realizadas num banco óptico do tamanho de uma grande mesa de jantar, é de apenas 70 x 3 mm. Ele consiste numa rede de pequenos canais que guiam, manipulam e fazem interagir fotões individuais - partículas de luz. Usando oito elétrodos reconfiguráveis embutidos no circuito, pares de fotões podem ser manipulados e emaranhados, produzindo qualquer possível estado emaranhado de dois fotões ou de qualquer estado misto de um fotão.
"Não é útil o computador quântico só puder realizar uma única tarefa específica", explica Peter Shadbolt, principal autor do estudo, publicado na revista Nature Photonics. "Nós preferimos ter um dispositivo reconfigurável, que pode realizar uma ampla variedade de tarefas, tal como os nossos PCs actualmente o fazem. Essa capacidade reconfigurável foi o que demonstrámos agora. Este dispositivo é aproximadamente dez vezes mais complexo do que os de experiências anteriores com esta tecnologia. É emocionante porque podemos realizar muitas experiências diferentes de uma forma muito simples, usando um chip reconfigurável único ".
Os pesquisadores, que têm vindo a desenvolver chips fotónicos quânticos nos últimos seis anos, estão agora a trabalhar na ampliação da complexidade deste dispositivo, de forma a verem esta tecnologia como o bloco de construção para os computadores quânticos do futuro.
O dr. Terry Rudolph, do Imperial College em Londres, Reino Unido, acredita que este trabalho é um avanço significativo. Ele disse: "Ser capaz de gerar, manipular e medir o emaranhamento num chip é uma conquista incrível Não só é um passo fundamental para as muitas tecnologias quânticas - como a computação quântica óptica - que vão revolucionar as nossas vidas, mas isso também nos dá muito mais oportunidade de explorar e brincar com alguns dos fenómenos quânticos estranhos, com os quais ainda lutamos para “desembrulhar” as nossas. Fizeram-no tão fácil de desenvolver em segundos uma experiência que costumava levar meses para que eu a fizesse, que já me questiono se ainda posso executar a minha experiência agora! "

Fonte: Science Daily

‘Pseudopartículas’ virais podem ser usadas em vacina contra hepatite C

A procura por uma vacina eficiente contra a hepatite C tem sido árdua, mas agora uma equipa de pesquisadores franceses obteve resultados significativos ao produzir, pela primeira vez, anticorpos de amplo espectro em animais. O artigo intitulado “A Prime-Boost Strategy Using Virus-Like Particles Pseudotyped for HCV Proteins Triggers Broadly Neutralizing Antibodies in Macaques“, publicado no jornal Medicine Translational Science, relata como as novas pistas encontradas poderiam ser usadas para desenvolver uma vacina contra a doença e também outras infecções, como o vírus HIV e a dengue.
Até ao momento, tratamentos antivirais contra a hepatite C são muito caros e, portanto, pouco acessíveis para a maioria das pessoas afetadas cronicamente pela doença. Uma vacina eficaz de amplo espectro poderia prevenir a infeção e a sua disseminação.
A pesquisa realizada por uma equipa de pesquisadores franceses, coordenada pelo Laboratório de Imunologia, Imunopatologia e Imunoterapia David Klatzmann (CNRS / UPMC / Inserm), França, desenvolveu uma tecnologia com base na utilização de estruturas artificiais de partículas virais, ou “pseudopartículas” virais. Estas estruturas não se multiplicam por serem desprovidas de material genético do vírus.
As pseudopartículas virais foram construídas a partir de diferentes fragmentos de dois vírus: um retrovírus de rato recoberto com proteínas do vírus da hepatite C (VHC). Depois de injetadas em ratos e macacos, as reações foram observadas pelos cientistas. Os organismos dos animais produziram anticorpos de amplo espectro, capazes de imunização contra diferentes tipos de VHC.

Fonte: Ciência Diária

Nós somos o que comemos

por Anne-Marie C. Hodge

"Nós somos o que comemos." O velho ditado pesa há décadas na mente dos consumidores que se preocupam com a escolha responsável de alimentos. E se for literalmente verdade? E se os nutrientes dos nossos alimentos realmente fizerem um caminho para os centros mais íntimos de controlo das nossas células, assumindo o controlo da expressão génica fundamental? Segundo um estudo recente de transferência de microRNA planta-animal, liderado por Chen-Yu Zhang da Nanjing University, na China, isso é o que acontece.
Os microRNAs são sequências curtas de nucleótidos – “blocos de construção” do material genético – e, apesar de não codificarem proteínas, impedem genes específicos de dar origem às proteínas que codificam. Durante o estudo, amostras de sangue de 21 voluntários foram testadas para verificar a presença de microRNAs de plantas cultivadas, tais como arroz, trigo, batatas e repolho. Os resultados, publicados na revista Cell Research, mostraram que a corrente sanguínea dos participantes continha cerca de 30 microRNAs de diferentes plantas comumente ingeridas. Além disso, parece que os alimentos também podem alterar a função celular: um microRNA específico de arroz ligou-se a um dos receptores que controlam a remoção de LDL (o colesterol “mau”) da corrente sanguínea e inibiu-o.
Tal como as vitaminas e minerais, o microRNA pode representar um tipo ainda não reconhecido de molécula funcional, obtida por meio dos alimentos. A revelação de que o microRNA de plantas desempenha um papel no controlo da fisiologia humana, destaca o facto de que os nossos corpos são ecossistemas altamente integrados. Zhang diz que as descobertas podem também iluminar a nossa compreensão da coevolução, um processo em que mudanças genéticas numa espécie desencadeiam alterações noutra. Por exemplo, a nossa capacidade de digerir a lactose do leite após a infância surgiu depois de domesticarmos o gado. Poderiam as plantas que cultivamos alterar-nos também? As pesquisas de Zhang são outro aviso de que nada na natureza existe isoladamente…

Fonte: Scientific American

Baterias do mar profundo vêm à luz

Cientistas descobriram um tipo incomum de bateria no fundo do Oceano Pacífico: uma bateria viva, alimentada por micróbios que vivem perto de fontes hidrotermais.
Como eles se alimentam dos produtos químicos nocivos que borbulham do fundo do mar, estes organismos criam correntes elétricas que fluem através das paredes das estruturas semelhantes a chaminés que habitam.
"A quantidade de energia produzida por estes micróbios é bastante modesta", disse o biólogo e engenheiro Peter Girguis de Harvard, que apresentou os seus resultados na reunião da União Geofísica Americana. "Mas seria tecnicamente possível produzir energia para sempre."
Girguis espera aproveitar esse poder para colocar sensores no fundo do mar. Ele e os seus colegas mediram a corrente através da implantação de um elétrodo perto de uma chaminé subaquática localizada a 2.200 metros abaixo da superfície no cume de Juan Fuca ao largo da costa noroeste do Pacífico.
Para entender melhor a fonte atual, os pesquisadores construíram uma chaminé artificial em laboratório. Um tubo que imitava o interior da chaminé estava cheio de sulfeto de hidrogénio dissolvido, que cheira a ovos podres, mas é usado para alimentar micróbios. Um segundo tubo, fora da chaminé, continha apenas água do mar.
Os cientistas cresceram um filme de microorganismos num pedaço de pirite, um mineral metálico encontrado em chaminés naturais, que ligava os dois tubos. A corrente produzida pelos microorganismos na pirite aumentou quando eles receberam mais alimentos, sugerindo que esta corrente é a forma como os microorganismos estabelecem contacto com o oxigénio na água do mar fora da chaminé. A pirite parece captar os eletrões criados quando os microorganismos degradam o sulfeto de hidrogénio, sendo depois transferidos para moléculas de oxigénio, originando água.
Alguns microorganismos podem estabelecer contacto directamente com o oxigénio na água que se infiltra através dos poros das chaminés naturais, sugere John Delaney, um geólogo marinho da Universidade de Washington, em Seattle.
Girguis concorda que é possível, mas diz que não descarta a sua prova "decisiva" que as correntes elétricas ajudam as criaturas a “respirar”.
"Isso muda a maneira como vemos o metabolismo nas nascentes", disse ele.

Fonte: Science News