Um grupo internacional de cientistas afirma ter desenvolvido uma técnica quântica capaz de armazenar informações confinadas em uma única dimensão. Eles chegaram nesse resultado ao explorar o magnetismo desses materiais; um avanço que pode contribuir significativamente para o desenvolvimento da computação quântica.
De acordo com um estudo publicado na revista científica Nature, os cientistas utilizaram o brometo de cromo e enxofre para armazenar informações.
O processo funciona da seguinte forma: os pesquisadores exploram as propriedades desse material para registrar dados por meio de carga elétrica, fótons (luz), magnetismo (spins de elétrons) e fônons (vibrações, como o som).
Em um comunicado oficial, o coautor do estudo e professor de engenharia elétrica e computação, Mackillo Kira, afirmou que essas quatro propriedades podem ser aproveitadas na construção de dispositivos quânticos. Elas seriam usadas da seguinte forma:
- Fótons: podem ser usados para transferir informações;
- Elétrons: usado para processar essas informações;
- Magnetismo: utilizado para armazenar os dados;
- Fônons: para modular e transportar as informações para outras frequências.
Antes do estudo, um fenômeno quântico chamado éxciton já havia sido identificado no brometo de cromo e enxofre. Contudo, a nova pesquisa revela como esse processo está ligado à ordem magnética do material.
Um éxciton é uma quasipartícula que se forma quando um elétron é excitado do seu estado fundamental para um estado de maior energia. Nesse processo, um “buraco” fica para trás; esse “buraco” e o elétron interagem e se equilibram como um sistema coletivo, conhecido como éxciton.
Éxciton e o material quântico
Em baixas temperaturas, o material adquire uma estrutura antiferromagnética que confina os éxcitons a uma única camada atômica, ou uma única dimensão, onde eles se movem apenas em um dos eixos. Já em temperaturas mais altas, os éxcitons se expandem para um ambiente de três dimensões e se movem em qualquer direção.
O estudo conseguiu produzir éxcitons em uma amostra de brometo de cromo e enxofre ao direcionar pulsos de laser infravermelho com baixa energia. Os pesquisadores acreditam que o confinamento dos éxcitons em uma única dimensão pode permitir que dispositivos quânticos armazenem informações por muito mais tempo.
“A ordem magnética é um novo botão de ajuste para moldar os éxcitons e suas interações. Isso pode ser um divisor de águas para a eletrônica e a tecnologia da informação do futuro”, disse o coautor do estudo e professor de física da Universidade de Regensburg, na Alemanha, Rupert Huber.
Guardar e processar informações com partículas muito pequenas é a base do funcionamento dos dispositivos quânticos; uma tecnologia que promete ser muito mais rápida e eficiente. Quer saber mais? Entenda como funciona um computador quântico. Até a próxima!
