Diamantes quânticos vão permitir enviar mensagens secretas em qubits

Cientistas da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, criaram diamantes que podem ser capazes de armazenar e transmitir mensagens “secretas” em forma de qubits.

O estudo, publicado na semana passada na revista Science, acredita que, no futuro, os diamantes artificiais possam ser utilizados para construir uma Internet quântica segura e inteligente.

A ciência responsável pela criação desta tecnologia é complexa. Essencialmente, os investigadores têm procurado uma forma melhor para armazenar e enviar qubits, que são normalmente transmitidos através de partículas de luz, os fotões. Este método funciona apenas em distâncias curtas, antes que a informação fique distorcida.

Os cientistas acreditam que os cristais, como os diamantes, podem não distorcer tanto a informação. A ideia passa assim por utilizar as falhas dos diamantes – descolorações e impurezas químicas no que seria um cristal de puro carbono – como “transportadoras” e “transmissoras” de qubits. Os diamantes têm uma estrutura em rede, na qual cada átomo de carbono se liga a outros quatro átomos de carbono vizinhos.

Na pesquisa, os cientistas manipularam um diamante, trocando alguns átomos de carbono por átomos de silício. Como resultado, o diamante artificial ficou com “vácuos de silício”, que lhe conferiram propriedades úteis para os sistemas quânticos.

Para uma Internet quântica, os cientistas querem construir dispositivos de computação, nos quais os dados possam ser codificados em spins – as possíveis orientações que as partículas subatómicas podem apresentar – simples, conjuntos de spins coerentes e conjuntos de spins emaranhados.

O novo diamante artificial deixa-nos mais próximos da Internet quântica. Um conjunto de testes e medições provaram que o cristal criado emite fotões com uma frequência bem definida e estável, tornando-se assim uma promissora interface spin-fotão para transmitir qubits.

Apesar dos resultados serem importantes, não representam um grande salto rumo à Internet quântica. A Engenharia fica ainda com grandes desafios a resolver antes de integrar estes diamantes nas tecnologias futuras.