O material quântico que promete revolucionar a computação
Um material com nome complicado e aparência de massa folhada pode revolucionar a computação quântica. É o brometo de sulfeto de cromo, capaz de armazenar informação em uma única dimensão usando magnetismo. Com isso, partículas quânticas chamadas éxcitons duram mais tempo sem perder dados. Tudo graças a uma descoberta que permite controlar o campo magnético atômico como um interruptor.
Se der certo, esse material pode ser a base para tecnologias quânticas mais eficientes, unindo processamento, comunicação e armazenamento de dados em um só sistema.
O segredo está na estrutura do material: finíssimas camadas de átomos empilhadas, como uma massa folhada atômica. Abaixo de -141 ºC, essas camadas ficam magnetizadas, com os elétrons alinhados em direções alternadas. É nesse cenário congelante que os éxcitons — pares de elétrons e lacunas — se comportam de forma previsível, seguindo uma linha reta e armazenando informação sem se atrapalhar.
Os cientistas usaram lasers infravermelhos ultra rápidos para manipular os éxcitons e descobriram que podiam controlá-los como se fossem peças em um tabuleiro. Eles perceberam que, dependendo da direção da luz, os éxcitons podiam ser mantidos em fila indiana ou liberados para circular em três dimensões. Confinados, eles duram mais. Soltos, se perdem. A próxima meta? Transformar essa ordem magnética em um botão de liga e desliga quântico.
A física quântica ganha uma nova dimensão
É o que destaca a revista Livescience: cientistas publicaram em 19 de fevereiro na Nature Materials uma técnica revolucionária para manipular éxcitons com luz infravermelha. Eles conseguiram criar duas variações de éxcitons a partir de um estado de energia esperado idêntico.
A grande inovação foi a descoberta de que, ao disparar pulsos de laser com diferentes energias, os éxcitons podiam ser direcionados para uma única linha ou expandir-se para três dimensões. Esse controle da geometria tem implicações diretas na estabilidade e durabilidade da informação quântica. Quanto mais limitados os éxcitons, menor a chance de colisões e perda de dados, um desafio constante na computação quântica.
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“A ordem magnética oferece uma nova forma de controlar as interações dos éxcitons”, afirma Rupert Huber, coautor do estudo. Esse avanço pode não apenas melhorar o armazenamento de dados quânticos, mas também impulsionar o desenvolvimento de dispositivos quânticos mais rápidos e eficientes.
Revolução quântica ao alcance
Alternar entre estados magnetizados e não magnetizados pode se tornar uma chave para converter informações quânticas rapidamente, seja por fótons ou por spin eletrônico. Esse avanço promete acelerar a comunicação e o processamento de dados em dispositivos quânticos. O brometo de sulfeto de cromo, com suas múltiplas propriedades, pode ser um dos materiais mais importantes para essas tecnologias.
A expectativa dos pesquisadores é que, no futuro, seja possível combinar diferentes propriedades quânticas em um único dispositivo. Isso inclui usar fótons para transferir dados, elétrons para processá-los, magnetismo para armazenar as informações e fônons para modulá-las e adaptá-las a novas frequências.
A visão de longo prazo é integrar essas propriedades em uma plataforma universal para computação e armazenamento de dados quânticos. Essa combinação de fótons, elétrons, magnetismo e fônons pode revolucionar a tecnologia, permitindo a criação de dispositivos quânticos mais rápidos, eficientes e multifuncionais.
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