A detecção quântica é uma tecnologia de ponta que utiliza sistemas quânticos em escala atômica para medir campos eletromagnéticos e diversas propriedades, como rotação, aceleração e distância, com uma precisão incrível. Esse avanço na detecção tem o potencial de revolucionar áreas como imagem cerebral e controle de tráfego aéreo.
Um desenvolvimento empolgante na detecção quântica envolve o uso de defeitos microscópicos dentro de diamantes para criar qubits, os blocos fundamentais de dispositivos quânticos. Pesquisadores do MIT e de outras instituições têm progredido significativamente na identificação e controle de um maior número desses defeitos, o que poderia levar à criação de sistemas quânticos maiores para uma detecção mais sensível.
A técnica desenvolvida pelos pesquisadores concentra-se em um defeito específico em diamantes chamado centro de nitrogênio-vacância (NV). Utilizando luz laser e pulsos de micro-ondas, os cientistas podem detectar e manipular esse defeito. No entanto, essa nova abordagem vai além do centro NV e estende o controle para defeitos mais escuros e invisíveis, conhecidos como giros escuros.
Para alcançar isso, os pesquisadores estabelecem uma rede de giros conectados, começando com o centro NV como o giro central. Eles conectam o centro NV a um giro escuro próximo e, em seguida, usam esse giro escuro como uma sonda para localizar e controlar um giro mais distante que não pode ser detectado diretamente pelo centro NV. Esse processo pode ser repetido para estabelecer cadeias mais longas de giros controlados.
Ao se aventurar em territórios inexplorados e correr riscos, os pesquisadores descobriram novas possibilidades para qubits vantajosos. A capacidade de controlar giros escuros expande o potencial dos registros quânticos, que são coleções de qubits que melhoram o desempenho dos sensores quânticos.
Os pesquisadores utilizam uma técnica chamada ressonância de eco de spin duplo (SEDOR) que utiliza pulsos de micro-ondas para emparelhar seletivamente o centro NV com giros próximos. Eles transferem a polarização do centro NV para o giro da camada inicial através da interação magnética, permitindo a identificação de um giro de segunda camada. Ao aplicar pulsos precisos de micro-ondas, eles conseguem controlar e transferir a polarização ao longo da cadeia de giros.
Essa descoberta não apenas possibilita a construção de registros quânticos maiores com giros de camadas superiores, mas também revela defeitos previamente desconhecidos. O protocolo otimizado dos pesquisadores para pulsos precisos de micro-ondas garante a estabilidade da configuração experimental e minimiza as perturbações causadas por fatores externos.
À medida que continuamos a explorar o desconhecido, esses avanços na detecção e controle quântico nos aproximam de aproveitar todo o potencial das tecnologias quânticas em diversas aplicações. A capacidade de manipular giros escuros abre novos caminhos para a detecção quântica e pavimenta o caminho para dispositivos quânticos ainda mais poderosos.
Seção de Perguntas Frequentes:
The source of the article is from the blog windowsvistamagazine.es