Uma equipe de físicos do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) persuadiu recentemente um supercondutor exótico em camadas, o diboreto de rênio (ReB2), a exibir propriedades quânticas altamente incomuns que poderiam ter implicações significativas para o futuro da computação quântica. Ao aplicar uma pressão extrema de 5 milhões de vezes a da superfície da Terra e orientar com precisão os spins magnéticos do supercondutor, os cientistas induziram um fenômeno intrigante conhecido como estado "Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov" (FFLO).
Este estado raro e indescritível atraiu imenso interesse dentro da comunidade da física da matéria condensada desde que foi previsto pela primeira vez na década de 1960, sendo uma grande promessa para a realização de certos cálculos quânticos. Até agora, no entanto, os pesquisadores tinham limitações experimentais significativas na observação do indescritível estado FFLO.

A mistura mágica de forte pressão e rotação alinhada
Ao utilizar a célula de bigorna de diamante de última geração do ORNL, capaz de gerar pressões massivas e alinhar o spin do material usando campos magnéticos externos, os físicos descobriram que nesta rara combinação reside a oportunidade de manipular e estabilizar as propriedades quânticas incomuns desejadas para a tecnologia quântica. computação.

Conforme mencionado por Xiaofeng Xu, físico de matéria condensada do ORNL e autor principal de um estudo publicado recentemente, “Esses cálculos quânticos requerem formas exóticas de supercondutividade em materiais que hospedam simultaneamente comportamentos magnéticos específicos”.

Superando Desafios Experimentais
Tradicionalmente, o estado FFLO era antecipado em sistemas de granéis limpos. Mas alcançar a limpeza necessária e a intensidade do campo magnético sob temperaturas extremamente baixas revelou-se extraordinariamente desafiador para a pesquisa de matéria condensada. Com uma combinação de instalações de ponta dentro do ORNL e parceiros externos usando células de bigorna de diamante juntamente com técnicas poderosas de alta pressão, a equipe científica superou esses requisitos experimentais desafiadores.

Um catalisador promissor para o futuro da computação quântica
A descoberta experimental bem-sucedida do tão procurado estado FFLO no material ReB2 de acionamento magnético é considerada um sucesso inovador por físicos teóricos de todo o mundo. Ao desbloquear todo o potencial deste comportamento especial, acreditam os cientistas, esta nova abordagem pode servir como um catalisador crucial para realizar novas arquiteturas para a computação quântica, evitando muitas das complicações e limitações que dificultam os materiais qubit existentes.

Conforme destacado por outro físico de matéria condensada do ORNL, Zhijun Xu, "Nossa equipe é a primeira a descobrir a supercondutividade coexistindo com esta forma especial de magnetismo quântico. E o que é realmente encorajador é que esse comportamento supercondutor único foi criado no estado magnético fundamental. Pode existir um novo caminho agora em direção ao emparelhamento de Cooper não convencional para a criação de elétrons emaranhados necessários para futuros computadores quânticos topológicos."