p A física quântica levou a novos tipos de sensores, métodos seguros de transmissão de dados e pesquisadores estão trabalhando em computadores. Contudo, o principal obstáculo é encontrar a maneira certa de acoplar e controlar com precisão um número suficiente de sistemas quânticos (por exemplo, átomos individuais). p Uma equipe de pesquisadores da TU Wien e da Universidade de Harvard encontrou uma nova maneira de transferir informações quânticas. Eles propõem o uso de pequenas vibrações mecânicas. Os átomos são acoplados por meio de fônons - as menores unidades quânticas de vibrações ou ondas sonoras.

p "Estamos testando diamantes minúsculos com átomos de silício embutidos - esses sistemas quânticos são particularmente promissores, "diz o professor Peter Rabl da TU Wien." Normalmente, diamantes são feitos exclusivamente de carbono, mas adicionar átomos de silício em certos lugares cria defeitos na estrutura do cristal, onde as informações quânticas podem ser armazenadas. "Essas falhas microscópicas na estrutura do cristal podem ser usadas como pequenos interruptores que podem ser alternados entre um estado de alta energia e um estado de baixa energia usando microondas.

p Junto com uma equipe da Universidade de Harvard, O grupo de pesquisa de Peter Rabl desenvolveu uma nova ideia para alcançar o acoplamento direcionado desses quanta dentro do diamante. Um por um, eles podem ser construídos em uma pequena haste de diamante medindo apenas alguns micrômetros de comprimento, como pérolas individuais em um colar. Assim como um diapasão, esta haste pode então ser feita para vibrar - no entanto, essas vibrações são tão pequenas que só podem ser descritas usando a teoria quântica. É por meio dessas vibrações que os átomos de silício podem formar uma ligação mecânica quântica entre si.

p "A luz é feita de fótons, o quantum de luz. Do mesmo jeito, vibrações mecânicas ou ondas sonoras também podem ser descritas de uma maneira mecânica quântica. Eles são compostos de fônons - as menores unidades possíveis de vibração mecânica, "explica Peter Rabl. Como a equipe de pesquisa agora pode mostrar usando cálculos de simulação, qualquer quantidade desses quanta pode ser ligada na barra de diamante por meio de fônons. Os átomos de silício individuais são ligados e desligados usando microondas. Durante este processo, eles emitem ou absorvem fônons. Isso cria um emaranhamento quântico dos defeitos de silício, permitindo assim que a informação quântica seja transferida.

p Até agora, não estava claro se algo assim era mesmo possível. "Normalmente, você esperaria que os fonons fossem absorvidos em algum lugar, ou entrar em contato com o meio ambiente e, assim, perder suas propriedades mecânicas quânticas, "diz Peter Rabl." Fônons são inimigos da informação quântica, por assim dizer. Mas com nossos cálculos, fomos capazes de mostrar isso, quando controlado adequadamente usando microondas, os fonons são, na verdade, utilizável para aplicações técnicas. "

p A principal vantagem desta nova tecnologia está na sua escalabilidade. "Existem muitas ideias para sistemas quânticos que, em princípio, pode ser usado para aplicações tecnológicas. O maior problema é que é muito difícil conectar um número suficiente deles para poder realizar operações de computação complicadas, "diz Peter Rabl. A nova estratégia de usar fônons para essa finalidade pode abrir o caminho para uma tecnologia quântica escalável.