A menor "caixa" para armazenar bits quânticos

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Imagem do componente feita por microscópio eletrônico, juntamente com esquema mostrando a cavidade com os átomos de neodímio. [Imagem: Tian Zhong]

Bit de luz

Usando neodímio, o mesmo elemento de terras raras utilizado para fazer ímãs superfortes, uma equipe do Instituto de Tecnologia da Califórnia criou um novo tipo de memória quântica.

Tian Zhong e seus colegas fabricaram uma memória quântica baseada em luz, na qual um fóton individual codifica o bit de informação no interior de um cristal fotônico.

O componente, cuja grande vantagem é já nascer miniaturizado, será necessário para o desenvolvimento das redes de comunicações quânticas de longa distância e para a conexão em rede dos computadores quânticos.

Miniaturização

Em sua maior parte, os componentes usados até agora para armazenar informações quânticas na forma de luz são muito grandes para serem úteis em um processador quântico que chegue à escala de um chip.

Para superar essa deficiência, Zhong construiu uma cavidade de tamanho nanométrico contendo neodímio em seu interior. O elemento permitiu otimizar a interação entre a luz e o material da cavidade a ponto de fazer o mecanismo operar ao nível de fótons individuais - assim como os qubits ópticos.

Isso permite que o componente armazene e recupere com eficiência um bit quântico sempre que ele for necessário para o processamento - e ele faz isso usando um volume de material pequeno o suficiente para ser incorporado nos futuros chips e repetidores quânticos.

Bibliografia:

Nanophotonic rare-earth quantum memory with optically controlled retrieval
T. Zhong, J. M. Kindem, J. G. Bartholomew, J. Rochman, I. Craiciu, E. Miyazono, A. Faraon, M. Bettinelli, E. Cavalli, V. Verma, S. W. Nam, F. Marsili, M. D. Shaw, A. D. Beyer
Science
DOI: 10.1126/science.aan5959