Ricercatori dell'Università di Tecnologia di Sydney hanno dimostrato un nuovo modo per controllare minuscole sorgenti di luce quantistica torcendo strati atomici di nitruro di boro esagonale - perché a quanto pare, i computer quantistici avevano bisogno di un po' di rotazione.
Il progresso fornisce agli scienziati un nuovo metodo per sintonizzare gli emettitori quantistici, che sono microscopiche sorgenti di luce che potrebbero svolgere un ruolo importante in tecnologie future come il quantum computing, le comunicazioni sicure e i sensori ultrasensibili. L'autore principale, il dott. Angus Gale, ha affermato che il lavoro offre ai ricercatori un prezioso nuovo strumento per rendere questi sistemi quantistici più pratici.
"Puoi misurare questi emettitori quantistici e vedere che esistono, ma è difficile farli funzionare in pratica. Questo ci dà una leva per avvicinarci a ciò - un passo verso la realizzazione delle tecnologie quantistiche," ha detto il dott. Gale.
Durante gli esperimenti, Gale e il suo team hanno scoperto che torcere il materiale poteva alterare significativamente sia il colore che la lunghezza d'onda della luce emessa dagli emettitori quantistici. L'entità del cambiamento era particolarmente notevole. La maggior parte degli studi crea un dispositivo con un angolo di torsione specifico e lo lascia invariato. Al contrario, i ricercatori sono stati in grado di sollevare, ruotare e riaccatastare ripetutamente il materiale, permettendo loro di modificarne continuamente le proprietà.
"Stiamo sfruttando il fatto che questo materiale, il nitruro di boro esagonale (hBN), è stratificato. Possiamo prenderlo, impilarlo, torcerlo e usare quella torsione per modificare gli emettitori. Non puoi davvero farlo con materiali tradizionali come diamante o carburo di silicio."
"Il vantaggio è che abbiamo usato questa piattaforma torcibile per spostare l'emissione di una quantità molto significativa," ha detto Gale. "Spesso quando controlli questi sistemi, la quantità di manipolazione è molto limitata, ma in questo caso lo spostamento è stato molto più grande del previsto. Invece di cercare di far comportare i difetti dell'hBN come un ospite solido tradizionale, abbiamo sfruttato il punto di forza dell'hBN: la sua struttura sottile, stratificata e torcibile."
Gale ha paragonato la struttura del materiale a fette di formaggio piuttosto che a un blocco solido. "Con un blocco di formaggio, non puoi davvero arrivare al sapore nel mezzo. Ma con le fette, puoi staccare strati, rimetterli insieme e cambiare come interagiscono," ha detto. Poiché l'hBN è fatto di strati estremamente sottili, i ricercatori possono separare e riassemblare quegli strati in modi che non sono possibili con materiali quantistici più convenzionali.
L'autore supervisore, il professor Igor Aharonovich, ha detto che la capacità di torcere materiali stratificati è particolarmente entusiasmante perché può rivelare comportamenti fisici completamente nuovi. "Puoi prendere due strati che da soli non fanno molto, metterli insieme con un angolo specifico, e improvvisamente hai un sistema completamente diverso," ha detto il professor Aharonovich.
Secondo Aharonovich, i risultati potrebbero aiutare a far progredire diverse tecnologie quantistiche emergenti. "Questi materiali potrebbero eventualmente essere usati per comunicazioni quantistiche e rilevamento quantistico, che aiuterebbero in applicazioni come sanità, cybersicurezza e GPS migliorato; e ci dà più controllo sui mattoni necessari per arrivarci."