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Pedra semipreciosa espin?lio tem qubit para computador qu?ntico

P
esquisadores descobriram que a pedra semipreciosa espinélio, conhecida por suas cores vibrantes, é capaz de armazenar informações quânticas. Isso torna o material viável no campo da computação quântica. Até agora, apenas o diamante era considerado um hospedeiro natural para qubits, graças a defeitos em sua estrutura cristalina.

    O professor David Awschalom destaca que essa descoberta revela o potencial científico dos materiais como o espinélio. Ao explorar suas propriedades únicas, os pesquisadores estão avançando a compreensão de sistemas de qubit e expandindo as ferramentas para tecnologias quânticas.

    Coleções de qubits são fundamentais na tecnologia da informação quântica. Materiais hospedeiros sólidos, como o diamante, retêm informações quânticas por meio de defeitos atômicos que capturam spins de elétrons. As propriedades transparentes dessas pedras preciosas ajudam a isolar esses qubits.

    Manato Kawahara compara isso ao globo de neve: o vidro protege os objetos de perturbações externas, mas ainda é possível manipulá-lo com sacudidas. No caso de qubits, campos magnéticos ou elétricos controlam o spin do qubit.

    Essas vantagens geraram interesse nos sistemas de qubit de spin de estado sólido, levando ao estudo do espinélio (MgAl2O4). Os cristais naturais foram avaliados experimentalmente com um feixe de laser para excitá-los e medir a luz emitida.

    Enquanto no diamante o alvo é um átomo de nitrogênio, no espinélio esse defeito é gerado pelo elemento cério. A equipe descobriu que o centro de cério no espinélio pode reter informações do qubit em temperaturas muito baixas.

    Para ser operacional como um qubit, um sistema precisa demonstrar três funções: inicialização, manipulação e detecção. Os resultados obtidos pela equipe mostram que o espinélio possui a primeira e a terceira função, ou seja, a capacidade de inicializar o qubit e ler seu estado posteriormente.

    A equipe planeja continuar trabalhando para desenvolver técnicas que permitam controlar o qubit no espinélio. O objetivo é manipular e controlar o qubit de spin para aplicações quânticas emergentes em sensoriamento, comunicação e computação.

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