Pesquisadores internacionais descobriram que um material quântico é capaz de confinar e armazenar informações em uma única dimensão, explorando o magnetismo do brometo de cromo e enxofre. O avanço, publicado na revista Nature, pode representar um divisor de águas para o desenvolvimento de dispositivos quânticos mais eficientes.
Um grupo internacional de cientistas revelou um avanço que pode redefinir o futuro da computação quântica: a capacidade de armazenar dados confinados em uma única dimensão, utilizando as propriedades de um material quântico. O estudo, publicado na prestigiada revista científica Nature, usou o brometo de cromo e enxofre para alcançar esse feito — descrito por alguns como um verdadeiro “milagre quântico”.
A pesquisa se baseia na exploração das quatro propriedades fundamentais desse material: carga elétrica, fótons (luz), magnetismo (spins de elétrons) e fônons (vibrações). Cada uma dessas propriedades pode ser utilizada em diferentes etapas do processamento quântico de informações:
- Fótons: usados para transferir informações;
- Elétrons: para processar esses dados;
- Magnetismo: para armazenar as informações;
- Fônons: para modular e transportar os dados entre diferentes frequências.
Segundo o professor Mackillo Kira, coautor do estudo e pesquisador da Universidade de Michigan, essas propriedades interativas são fundamentais para construir dispositivos quânticos capazes de processar e preservar informações com extrema eficiência.
O papel dos éxcitons
O estudo também revisita um fenômeno já conhecido da física quântica: o éxciton. Trata-se de uma quasipartícula que se forma quando um elétron, ao receber energia, salta para um estado mais alto e deixa para trás um “buraco” de carga positiva. O elétron e o buraco interagem como um par — um éxciton — que pode ser manipulado para carregar informações.
O ineditismo da pesquisa está na demonstração de que, em baixas temperaturas, a ordem magnética do brometo de cromo e enxofre força esses éxcitons a se moverem apenas em uma dimensão. Isso significa que eles ficam restritos a uma única camada atômica, o que torna o armazenamento de dados mais estável e menos suscetível a interferências externas.
Por outro lado, em temperaturas mais altas, os éxcitons se expandem e se movem livremente em três dimensões, o que demonstra o controle que os pesquisadores podem exercer sobre a dinâmica do sistema.
Potencial transformador
Os éxcitons foram gerados por meio de pulsos de laser infravermelho com baixa energia, disparados diretamente sobre o material. O confinamento unidimensional, segundo os cientistas, é o que permite maior estabilidade na preservação das informações, aumentando seu tempo de vida útil dentro de sistemas computacionais quânticos.
Rupert Huber, coautor do artigo e professor de física da Universidade de Regensburg (Alemanha), destaca que o magnetismo atua como um “botão de ajuste” para moldar as interações dos éxcitons. Para ele, esse controle fino pode ser um marco tecnológico: “Isso pode ser um divisor de águas para a eletrônica e a tecnologia da informação do futuro”, afirmou.
Computação quântica em foco
O objetivo final dessa linha de pesquisa é aprimorar dispositivos quânticos capazes de processar dados com uma velocidade e precisão muito superiores aos computadores clássicos. Ao utilizar partículas subatômicas como os éxcitons para guardar e manipular informação, a computação quântica pode solucionar problemas complexos que hoje demandariam milhares de anos de processamento tradicional.
Embora ainda em estágio experimental, a descoberta do confinamento unidimensional representa um passo significativo rumo a essa nova era. O controle do magnetismo em nível atômico pode ser a chave para criar memórias quânticas mais duráveis e eficientes — um dos grandes desafios tecnológicos atuais.
Fonte original:
Santos, Lucas Vinicius. “Milagre quântico: material pode armazenar dados em uma única dimensão”. Canaltech, 2025.
Publicado a partir de artigo original da revista Nature.
