O avanço das tecnologias quânticas nos últimos cinco anos tem sido espetacular. Os EUA e a Europa desempenham um papel importante nesse avanço, mas algumas das contribuições mais relevantes estão vindo da China. Um grupo de físicos da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, liderado pelo professor Pan Jianwei, acaba de dar um passo importante no campo da simulação quântica.
O ponto de partida de sua pesquisa é o fenômeno conhecido como efeito Hall, que descreve o aparecimento de uma tensão elétrica perpendicular à direção da corrente elétrica e do campo magnético quando uma corrente passa por um condutor dentro de um campo magnético. Esse efeito tem diversas aplicações práticas, sendo utilizado para medir campos magnéticos, identificar correntes elétricas e fabricar medidores de vazão e sensores usados no controle de motores.
Existe uma variação do efeito Hall clássico chamado “efeito Hall anômalo” que ocorre em alguns materiais condutores e semicondutores. É um fenômeno quântico em que a relação entre a tensão e o campo magnético aplicado não é linear. Até agora, para estudá-lo, os cientistas precisavam de materiais bidimensionais específicos e de alta pureza, submetidos a temperaturas extremamente baixas e campos magnéticos intensos. Isso dificultava a medição dos estados quânticos do sistema, limitando suas aplicações na informação quântica.
Este marco muda tudo no campo do processamento quântico de informações
Os físicos chineses liderados por Pan Jianwei desenvolveram um sistema quântico experimental que identificou e estudou o efeito Hall anômalo nos fótons. Até então, esse fenômeno quântico havia sido observado apenas em elétrons, tornando essa experiência um avanço significativo na simulação quântica.
Ter um sistema de simulação quântica artificial e controlável permite que esta tecnologia seja usada para implementar um computador quântico totalmente funcional
O sistema quântico desenvolvido permite estudar os estados quânticos do sistema de forma mais aprofundada, investigando a possibilidade de implementar um computador quântico totalmente funcional, capaz de corrigir seus erros. Além disso, a artificialidade desse sistema possibilita que os físicos o controlem e o manipulem com grande precisão, permitindo estudar estados quânticos complexos de forma mais profunda do que antes.
O sistema quântico não requer a aplicação de um campo magnético externo e o controle preciso que oferece permite medir com precisão as propriedades de sistemas quânticos altamente integrados. Peter Zoller, Ignacio Cirac e Frank Wilczek elogiaram o marco alcançado pelos físicos chineses. A cooperação internacional no campo científico pode aproveitar essa inovação e impulsionar ainda mais as tecnologias quânticas.
Imagem | Universidade de Ciência e Tecnologia da China
Mais informações | Guancha
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