Eco Quântico Enigmático em Supercondutores Pode Desvendar Novas Tecnologias
Cientistas do Laboratório Nacional Ames do Departamento de Energia dos EUA e da Universidade Estadual de Iowa descobriram um inesperado “eco quântico” em um material supercondutor. Esta descoberta oferece um insight sobre comportamentos quânticos que podem ser utilizados em tecnologias de sensoriamento e computação quântica de próxima geração. Supercondutores e Modos Higgs Supercondutores são materiais…
Cientistas do Laboratório Nacional Ames do Departamento de Energia dos EUA e da Universidade Estadual de Iowa descobriram um inesperado “eco quântico” em um material supercondutor. Esta descoberta oferece um insight sobre comportamentos quânticos que podem ser utilizados em tecnologias de sensoriamento e computação quântica de próxima geração.
Supercondutores e Modos Higgs
Supercondutores são materiais que conduzem eletricidade sem resistência. Dentro desses supercondutores há vibrações coletivas conhecidas como “modos Higgs.” Um modo Higgs é um fenômeno quântico que ocorre quando seu potencial eletrônico flutua de maneira semelhante a um bóson de Higgs. Eles aparecem quando um material está passando por uma transição de fase supercondutora.
Observar essas vibrações tem sido um desafio para os cientistas, pois elas existem por um curto período. Elas também têm interações complexas com quasipartículas, que são excitações semelhantes a elétrons que surgem da quebra da supercondutividade.
Descoberta do Eco Higgs
No entanto, utilizando técnicas avançadas de espectroscopia em terahertz (THz), a equipe de pesquisa descobriu um novo tipo de eco quântico, chamado “eco Higgs,” em materiais de nióbio supercondutor usados em circuitos de computação quântica.
“Ao contrário dos ecos convencionais observados em átomos ou semicondutores, o eco Higgs surge de uma interação complexa entre os modos Higgs e quasipartículas, levando a sinais incomuns com características distintas,” explicou Jigang Wang, um cientista do Laboratório Ames e líder da equipe de pesquisa.
De acordo com Wang, o eco Higgs pode recordar e revelar caminhos quânticos ocultos dentro do material. Utilizando pulsos de radiação THz precisamente cronometrados, sua equipe foi capaz de observar esses ecos. Com esses pulsos de radiação THz, eles também podem usar os ecos para codificar, armazenar e recuperar informações quânticas embutidas neste material supercondutor.
Implicações para o Futuro da Computação Quântica
Esta pesquisa demonstra a capacidade de controlar e observar a coerência quântica em supercondutores e abre caminho para novos métodos potenciais de armazenamento e processamento de informação quântica.
“Compreender e controlar esses ecos quânticos únicos nos aproxima de uma computação quântica prática e de tecnologias avançadas de sensoriamento quântico,” disse Wang.
Este projeto foi parcialmente apoiado pelo Superconducting Quantum Materials and Systems Center (SQMS).
