Pesquisadores do Instituto Kavli de Nanociência, na Holanda, conseguiram identificar o ambiente de uma partícula quântica. Esta descoberta permite que eles tenham maior controle sobre um único elétron, deixando a equipe um paso mais perto da criação de um computador super veloz quântico.

Uma das partículas únicas das partículas quânticas é que elas podem ter diferentes estados ao mesmo tempo. Deste modo, um átomo ou elétron entram em um estado chamado de “superposição”, o que significa, por exemplo, que o spin de um elétron pode apontar em duas direções ao mesmo tempo. Em uma conexão de um computador tradicional, uma partícula poderia ser 0 ou 1, mas nunca as duas ao mesmo tempo, o que acontece com as partículas quânticas. Esta propriedade permite que cálculos e processos do computador sejam realizados muito mais rapidamente.

O problema é que, até agora, pesquisadores não tinham conseguido provar que é possível manter uma partícula em um estado específico por uma quantidade de tempo “real”, porque o ambiente das partículas fica constantemente mudando seu estado. Agora, os pesquisadores do Instituto Kavli conseguiram estabelecer o ambiente das partículas quânticas.

Os pesquisadores já haviam demonstrado que é possível direcionar o spin de um elétron utilizando um ponto quântico – uma caixinha em escala quântica. O problema é que o núcleo do material da caixa também tem seus próprios spins, que operam como minúsculos imãs, e acabam empurrando e puxando o spin do elétron na caixa. Este elétron, por sua vez, também reage à ação dos spins.

A interação entre o spin do elétron e os spins do ambiente do núcleo foi o que permitiu aos pesquisadores identificar os spins nucleares. Eles direcionaram uma corrente elétrica através da nano-caixa e influenciaram a direção dos spins do núcleo. A interação entre o spin do elétron e daqueles do núcleo do ambiente permitiu uma situação em que os spins nucleares não sofreram mais variações aleatórias, e ficaram relativamente estáveis. De acordo com o estudo, este ambiente estável permite a preservação da superposição por períodos mais longos.

Fonte: Computadores super velozes um passo mais próximos: partículas quânticas são identificadas