Controle preciso do "bamboleio" atômico pode revolucionar armazenamento de informação quântica

São PauloPesquisadores da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, conseguiram controlar o movimento dentro do núcleo de um átomo, avançando no armazenamento de informações quânticas. Eles se concentraram em um único átomo de titânio-47 (Ti-47), que possui um núcleo ligeiramente magnético devido à falta de um nêutron em comparação com o titânio-48. Esse magnetismo, chamado 'spin', pode ser crucial para o armazenamento de informações quânticas.

O núcleo geralmente está isolado do seu ambiente e distante dos elétrons. Entretanto, por meio de um processo chamado 'interação hiperfina', o spin nuclear pode ser influenciado pelo spin de um elétron. Esse processo requer um campo magnético muito pequeno e preciso para funcionar.

A pesquisa destaca os seguintes pontos cruciais:

• Pesquisadores usaram um pulso de voltagem para interromper o spin do elétron.
• O núcleo e o elétron giraram juntos por uma fração de microssegundo.
• A interação foi monitorada minuciosamente com um microscópio de tunelamento.
• Cálculos indicaram que nenhuma informação quântica foi perdida durante essa interação.

Sander Otte, líder da equipe de pesquisa, afirmou que a capacidade de manipular a matéria em uma escala tão diminuta é mais do que apenas uma teoria. Isso pode ser muito útil para o armazenamento de informação quântica.

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Armazenar informações quânticas no núcleo de um átomo ajuda a protegê-las de distúrbios externos. Isso torna os sistemas de computação quântica mais seguros e estáveis. Informações quânticas são extremamente sensíveis e podem facilmente ser perdidas ou corrompidas por fatores externos. Mantê-las dentro do núcleo reduz esses problemas.

Esta descoberta apoia as previsões de Schrödinger sobre a mecânica quântica e contribui para o avanço da computação quântica no mundo real. Ao gerenciar com precisão os spins de elétrons e núcleos, os pesquisadores podem desenvolver novas formas de realizar cálculos quânticos e garantir a segurança dos dados.

Lukas Veldman, que teve uma grande contribuição em sua pesquisa de doutorado, destacou que essas operações são extremamente sensíveis. Ele mencionou que a interação hiperfina só funciona dentro de um intervalo muito específico de campo magnético.

Este experimento demonstra que humanos podem controlar a matéria em um nível quântico, o que pode levar a avanços significativos no armazenamento de informações quânticas. Esse progresso pode ser fundamental para o desenvolvimento de computadores quânticos práticos, alterando como os dados são armazenados e processados no futuro.