Um grupo de físicos em Utrecht, San Sebastián e a Pensilvânia criaram uma nova molécula artificial que é isolante por dentro, mas tem estados eletrônicos localizados em seus cantos. Esses estados têm energia zero, e por este motivo, são resilientes a defeitos na molécula e podem ser usados ​​como qubits em computadores quânticos. Os resultados são publicados em Materiais da Natureza em 23 de setembro.

A professora Cristiane Morais Smith, da Universidade de Utrecht, explica:"Existem alguns grandes desafios no desenvolvimento de computadores quânticos. Um dos principais problemas é a decoerência quântica:a informação se perde no meio ambiente. Isso torna mais difícil projetar eletrônicos no quantum nível do que no nível clássico. É por isso que criamos elétrons que são resilientes à decoerência quântica. "

Criação de moléculas artificiais

O físico teórico Sander Kempkes diz:"Moléculas normais que podem ser encontradas na natureza costumam ter propriedades interessantes, mas leva muito tempo para encontrar um que tenha exatamente as propriedades que você deseja. É por isso que pegamos a matéria em nossas próprias mãos. "Os pesquisadores criaram moléculas artificiais de baixo para cima usando apenas um microscópio de tunelamento de varredura, uma amostra de cobre e um monte de moléculas de monóxido de carbono, que são colocados a um nanômetro de distância um do outro.

Os pesquisadores conseguiram criar modos de canto muito robustos que são protegidos por simetrias da molécula. Assim como você não pode se livrar de um buraco em um donut a menos que você o corte, esses modos de canto não podem ser alterados sem causar danos drásticos ao sistema. Devido à forma extremamente precisa e controlada de criar a molécula em escala nanométrica, os pesquisadores puderam verificar a resiliência a defeitos desses modos zero localizados nos cantos da molécula. Embora esses modos não estejam prontos para serem usados ​​como bits quânticos ainda, é um passo importante na direção de criá-los em sistemas artificiais.

Padrão japonês

Os pesquisadores foram inspirados pelo chamado padrão kagome, um padrão de ladrilhos que se origina do Japão e consiste em triângulos e hexágonos. Existem alguns materiais reais que têm esta forma particular, mas não exatamente da maneira que os pesquisadores procuraram. É por isso que os físicos teóricos projetaram uma nova molécula kagome no computador, depois disso, físicos experimentais do laboratório de Ingmar Swart e Daniel Vanmaekelbergh realizaram experimentalmente a molécula. Anteriormente, eles usaram as mesmas técnicas para fazer redes eletrônicas relacionadas a supermateriais e fractais quânticos.

Lata de muffin

O físico experimental Marlou Slot diz:"Manipular uma molécula de monóxido de carbono pode ser pensado como deslizar uma rainha em um tabuleiro de xadrez em escala nanométrica, usando uma agulha em vez do dedo. "

Todo o procedimento é como criar uma lata de muffin invertida com a geometria desejada para os elétrons flutuando. A "lata de muffin" força os elétrons a uma forma particular, embora a analogia do cozimento não deva ser tomada muito literalmente, porque o experimento ocorre a -269 graus Celsius.