Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Sydney demonstraram uma nova forma de controlar minúsculas fontes de luz quântica torcendo camadas atomicamente finas de nitrato de boro hexagonal - porque, aparentemente, computadores quânticos precisavam de um pouco de rotação.
O avanço oferece aos cientistas um novo método para ajustar emissores quânticos, que são fontes de luz microscópicas que podem desempenhar um papel importante em tecnologias futuras como computação quântica, comunicações seguras e sensores ultra-sensíveis. O autor principal, Dr. Angus Gale, disse que o trabalho oferece aos pesquisadores uma nova ferramenta valiosa para tornar esses sistemas quânticos mais práticos.
"Você pode medir esses emissores quânticos e ver que eles existem, mas é difícil fazê-los funcionar na prática. Isso nos dá uma alavanca para nos aproximarmos disso - um passo em direção à realização das tecnologias quânticas," disse o Dr. Gale.
Durante os experimentos, Gale e sua equipe descobriram que torcer o material poderia alterar significativamente tanto a cor quanto o comprimento de onda da luz emitida pelos emissores quânticos. A magnitude da mudança foi especialmente notável. A maioria dos estudos cria um dispositivo em um ângulo de torção específico e o deixa inalterado. Em contraste, os pesquisadores conseguiram levantar, girar e reempilhar o material repetidamente, permitindo modificar continuamente suas propriedades.
"Estamos aproveitando o fato de que este material, nitrato de boro hexagonal (hBN), é em camadas. Podemos pegá-lo, empilhá-lo, torcê-lo e usar essa torção para modificar os emissores. Você realmente não pode fazer isso com materiais tradicionais como diamante ou carboneto de silício."
"O benefício é que usamos esta plataforma torcível para deslocar a emissão por uma quantidade muito significativa," disse Gale. "Frequentemente, quando você controla esses sistemas, a quantidade de manipulação é muito limitada, mas neste caso o deslocamento foi muito maior do que o esperado. Em vez de tentar fazer com que os defeitos do hBN se comportem como um hospedeiro sólido tradicional, aproveitamos a própria força do hBN: sua estrutura fina, em camadas e torcível."
Gale comparou a estrutura do material a fatias de queijo em vez de um bloco sólido. "Com um bloco de queijo, você realmente não consegue chegar ao sabor no meio. Mas com fatias, você pode descascar camadas, juntá-las novamente e mudar como elas interagem," disse ele. Como o hBN é feito de camadas extremamente finas, os pesquisadores podem separar e remontar essas camadas de maneiras que não são possíveis com materiais quânticos mais convencionais.
O autor supervisor, Professor Igor Aharonovich, disse que a capacidade de torcer materiais em camadas é particularmente empolgante porque pode revelar comportamentos físicos inteiramente novos. "Você pode pegar duas camadas que não fazem muito por si só, juntá-las em um ângulo específico, e de repente você tem um sistema completamente diferente," disse o Professor Aharonovich.
De acordo com Aharonovich, as descobertas podem ajudar a avançar várias tecnologias quânticas emergentes. "Esses materiais podem eventualmente ser usados para comunicações de computação quântica e sensoriamento quântico, o que ajudaria em aplicações como saúde, cibersegurança e GPS melhorado; e nos dá mais controle sobre os blocos de construção necessários para chegar lá."