O interruptor magnético aprisiona os portadores de informação quântica numa dimensão
Utilizando brometo de sulfureto de crómio – o “material quântico milagroso” – os cientistas desenvolveram um método para armazenar informações quânticas numa única dimensão.
Os cientistas descobriram como utilizar um material quântico para explorar o poder do magnetismo para armazenar informações quânticas.
Este progresso foi possível graças à sua capacidade do brometo de sulfureto de crómio – o “material milagroso” – capaz de suportra a comutação magnética.
Os investigadores do estudo, publicado recentemente na Nature Materials, teorizam que isso pode levar a uma computação e deteção quânticas mais viáveis, graças a estados quânticos muito mais duradouros.
Foi utilizado brometo de sulfureto de crómio – um material invulgar que tem sido comparado à massa filo (camadas finas e dobradas de massa) graças à sua estrutura de apenas algumas camadas de átomos – visto como extremamente promissor para dispositivos quânticos, uma vez que muitas das suas propriedades podem ser utilizadas para qualquer tipo de armazenamento de informação.
Vantagens deste “brometo”
Como escreve a Live Science, uma das muitas maneiras pelas quais o brometo de sulfureto de crómio pode ser usado para armazenar informações é através de excitões — quase-partículas que se formam quando um eletrão e o seu buraco ficam ligados.
Quando um fotão é movido do seu estado de energia estática, ele efetivamente deixa para trás um buraco onde estava anteriormente. Embora estejam separados, o fotão e o buraco permanecem emparelhados e tornam-se conhecidos como excitões.
Quando o brometo de sulfureto de crómio tem apenas um átomo de espessura, os excitões ficam confinados a uma única dimensão.
Quando utilizado num dispositivo quântico, esta restrição pode permitir que a informação quântica nos excitões seja armazenada por muito mais tempo do que seria de outra forma, uma vez que os excitões são menos propensos a colidir entre si e perder a informação que transportam através da decoerência (a perda de informação quântica devido à interferência).
No novo estudo, os cientistas relataram que produziram excitões em brometo de sulfureto de crómio disparando pulsos de luz infravermelha em 20 rajadas com duração de apenas 20 quatriliões de segundos (20 x 10-15).
Em seguida, utilizaram um segundo laser infravermelho para empurrar os excitões para um estado de energia mais elevado, antes de descobrirem que tinham criado duas variações diferentes de excitões, quando deveriam ter estados de energia idênticos.
Quando os pulsos menos energéticos foram disparados por lasers de eixos diferentes, os investigadores descobriram que os excitões dependentes da direção podiam ser confinados a uma única linha ou expandidos em três dimensões.
“A ordem magnética é um novo botão de ajuste para moldar os excitões e as suas interações. Isto pode ser uma revolução para a eletrónica e a tecnologia da informação do futuro”, disse, em comunicado, o coautor do estudo Rupert Huber, professor de física experimental e aplicada na Universidade de Regensburg, na Alemanha.
