Uma equipe de cientistas liderada por pesquisadores da Universidade de Maryland persuadiu um supercondutor em camadas a exibir propriedades incomuns que têm aplicações potenciais na computação quântica, de acordo com um estudo publicado na revista Nature.

O material, um supercondutor em camadas chamado disseleneto de nióbio (NbSe2), é normalmente um supercondutor tipo II, o que significa que expele campos magnéticos quando resfriado abaixo de uma determinada temperatura. Porém, quando a equipe aplicou pressão no material, descobriu que ele passou por uma transição para uma nova fase, onde repentinamente expele campos magnéticos com ainda mais força, tornando-se supercondutor do tipo I.5. Esta transição para a supercondutividade tipo 1.5 não foi observada anteriormente em supercondutores em camadas e pode ter implicações para a computação quântica, conclui o estudo.

“Acreditamos que este novo tipo de supercondutividade no NbSe2 se deve à presença de fortes correlações eletrônicas”, disse o autor principal Lei Zhang, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Física da Universidade de Maryland. "Essas correlações estão geralmente associadas a fenômenos exóticos, como supercondutividade não convencional e magnetismo quântico. Portanto, nossa descoberta pode abrir novos caminhos para explorar esses fenômenos exóticos em supercondutores em camadas e explorar aplicações potenciais na computação quântica."

Supercondutividade é um fenômeno no qual um material conduz eletricidade sem perder energia. Isso torna os supercondutores condutores elétricos muito eficientes e têm aplicações potenciais em uma variedade de tecnologias, incluindo transmissão de energia, máquinas de ressonância magnética e aceleradores de partículas.

A computação quântica é um novo campo da computação que utiliza os princípios da mecânica quântica para realizar cálculos. Os computadores quânticos são muito mais rápidos e poderosos do que os computadores tradicionais e têm o potencial de revolucionar uma variedade de campos, incluindo a descoberta de medicamentos, a ciência dos materiais e a modelação financeira.

A descoberta pela equipe de um novo tipo de supercondutividade no NbSe2 pode ter implicações para a computação quântica porque as fortes correlações eletrônicas do material podem levar ao surgimento de novos estados quânticos. Esses estados poderiam ser usados ​​para armazenar e processar informações quânticas, o que é essencial para a computação quântica.

“Nossa descoberta é emocionante porque sugere que os supercondutores em camadas podem ser uma nova plataforma para explorar fenômenos exóticos e aplicações potenciais na computação quântica”, disse o autor sênior Jun Zhao, professor do Departamento de Física e do Centro de Nanofísica e Materiais Avançados. "Continuamos investigando as propriedades do NbSe2 e de outros supercondutores em camadas, e esperamos descobrir novos insights sobre a natureza da supercondutividade e suas aplicações potenciais."

A pesquisa da equipe foi financiada pela National Science Foundation, pelo Departamento de Energia e pela Fundação Gordon e Betty Moore.