#emaranhamento-quântico

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Horizonte de Eventos - Episódio 52 - Retrospectiva 2022

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Entrelaçamento Quântico. Palavras, pensamentos e ações podem mudar o mundo para melhor, ou para pior… Seja a mudança que o mundo precisa.

O fenômeno do entrelaçamento, um dos mais conhecidos e explorados dentre os bizarros comportamentos explicados pela física quântica, acaba de mostrar-se mais amplo e mais significativo do que os próprios físicos acreditavam.

O termo entrelaçamento quântico - ou emaranhamento - descreve um elo invisível que conecta duas partículas: Não importa o quão distantes elas estejam no espaço, uma afetará imediatamente a outra. Isso significa que, se você medir o estado de uma delas, saberá imediatamente o estado da outra, mesmo que ela tenha dado um jeito de viajar para o outro lado da galáxia.

"O emaranhamento é uma das características definidoras que torna a mecânica quântica tão diferente do tipo de física que normalmente acontece ao nosso redor," comentou o professor Daniel Brandenburg, da Universidade do Estado de Ohio, nos EUA.

Tão estranho quanto pareça, o fenômeno está base de coisas hoje já triviais, da computação quântica às tecnologias fotônicas.

Mesmo com tamanha importância e significado, o entrelaçamento quântico até hoje só havia sido observado entre partículas idênticas - por exemplo, entre dois fótons ou entre dois nêutrons.

Agora, uma equipe internacional de físicos, conhecida como Colaboração Star, que reúne 584 cientistas de 54 instituições em 12 países diferentes, inclusive do Brasil, conseguiu pela primeira vez demonstrar que o entrelaçamento quântico é muito mais geral, podendo ocorrer entre partículas de famílias diferentes.

Se o entrelaçamento entre partículas idênticas já havia se tornado tão importante, é difícil prever o alcance desta descoberta.

Entrelaçamento entre partículas diferentes

A equipe usou o Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC, na sigla em inglês), localizado nos Estados Unidos, para descobrir uma forma de entrelaçamento quântico que mostra que partículas de todos os tipos diferentes são capazes de interagir umas com as outras, levando à interferência em uma variedade de padrões diferentes.

"Conseguimos que diferentes tipos de partículas interferissem pela primeira vez, embora antes as pessoas pensassem que isso não era possível na mecânica quântica," disse Brandenburg.

O método se baseia em observar partículas de luz, ou fótons, que envolvem íons de ouro conforme eles se movem em torno do colisor. Por meio de uma série de flutuações quânticas, os fótons interagem com os glúons, partículas semelhantes a uma "cola", que atuam como uma força de ligação para manter unidos os quarks, as partículas dentro dos prótons e nêutrons que formam os núcleos dos átomos.

Essas interações produzem uma partícula intermediária que decai rapidamente em dois píons (p) com cargas diferentes. Ao medir a velocidade e os ângulos em que essas partículas p+ e p- atingem o detector, os físicos podem recolher informações cruciais sobre o fóton original, demonstrando um entrelaçamento nunca antes visto, documentado experimentalmente entre partículas totalmente diferentes.

"Nós medimos duas partículas de saída e claramente suas cargas são diferentes - são partículas diferentes - mas vemos padrões de interferência que indicam que essas partículas estão emaranhadas, ou em sincronia umas com as outras, embora sejam partículas distinguíveis," disse Zhangbu Xu, membro da equipe.

"Esta é a primeira observação experimental de emaranhamento entre partículas diferentes," reforçou Brandenburg. Fonte

Entrelaçamento Quântico: A Chave Para a Telepatia e Conexão Humana... O entrelaçamento quântico é um dos fenômenos mais fascinantes da física quântica. Ele ocorre quando duas partículas quânticas estão interligadas de tal maneira que a medição de uma delas afeta instantaneamente o estado da outra, independentemente da distância entre elas.

Essa ligação instantânea, que viola a ideia de que a informação não pode ser transmitida mais rápido do que a velocidade da luz, tem sido objeto de estudo e especulação por décadas.

Um aspecto intrigante do entrelaçamento quântico é sua possível relação com a telepatia e a conexão entre as pessoas. A ideia é que, assim como duas partículas quânticas entrelaçadas parecem estar "conectadas" de uma forma que desafia nossa compreensão do espaço e do tempo, talvez duas mentes humanas possam estar conectadas de uma maneira similar.

Essa ideia tem sido explorada por alguns pesquisadores que estudam a possibilidade de uma comunicação não verbal entre pessoas. A teoria é que, se o entrelaçamento quântico pode permitir que duas partículas estejam instantaneamente conectadas, talvez a conexão entre as pessoas possa ser explicada pelo mesmo fenômeno. Isso pode ser visto em experiências realizadas com casais de gêmeos idênticos, que afirmam ter uma conexão especial e um entendimento mútuo incomum.

No entanto, apesar do interesse crescente nessa teoria, a ciência atualmente não tem evidências concretas para apoiar a ideia de que o entrelaçamento quântico está relacionado com a telepatia ou conexão entre as pessoas. Embora a conexão entre as pessoas possa ser real, ela pode ser explicada por outras razões, como a linguagem corporal, a empatia ou a capacidade de reconhecer pistas sutis na comunicação verbal e não verbal.

Além disso, mesmo que exista alguma conexão entre o entrelaçamento quântico e a telepatia, é importante lembrar que a mecânica quântica é um mundo muito diferente do mundo macroscópico que estamos acostumados. O entrelaçamento quântico ocorre em escalas subatômicas e é muito difícil de observar e medir. Mesmo que o entrelaçamento quântico pudesse explicar a telepatia, não teríamos a tecnologia necessária para utilizá-lo.

Em conclusão, embora o entrelaçamento quântico seja um fenômeno intrigante e a telepatia e conexão entre as pessoas sejam tópicos fascinantes, a ciência atualmente não tem evidências suficientes para apoiar a ideia de que esses conceitos estão diretamente relacionados. Mais pesquisas são necessárias para entender completamente o entrelaçamento quântico e seus possíveis efeitos no mundo macroscópico, incluindo a comunicação entre as pessoas. Até lá, devemos continuar a explorar e investigar esses fenômenos com uma mente aberta, mas também com uma dose saudável de ceticismo científico.

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Emaranhamento Quântico

by ES_Morango

Era uma ideia a muito esquecida por ambas as mulheres. Cada uma por seus motivos. Mas estava lá, se materializando, impossível de ser ignorada, provando que estavam prontas para viver o amor que só almas gêmeas são capazes de sentir.

Words: 3827, Chapters: 1/1, Language: Português brasileiro

Series: Part 47 of OneShots - Supercorp

Fandoms: Supergirl (TV 2015)

Rating: Teen And Up Audiences

Warnings: No Archive Warnings Apply

Categories: F/F

Characters: Kara Danvers, Lena Luthor, Eliza Danvers, Esme (Supergirl TV 2015)

Relationships: Kara Danvers/Lena Luthor

Additional Tags: One Shot, Songfic, Alternate Universe - Soulmates, Romantic Soulmates, Post-Canon, Spoilers, Lena Luthor Knows Kara Danvers Is Supergirl, Endgame Kara Danvers/Lena Luthor, Kara Danvers and Lena Luthor in Love, First Kiss, Love Confessions, True Love, Declarations Of Love, Romance

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Mecânica Quântica

Bem-vindo ao Mundo Quântico!

Aqui, exploramos os mistérios e maravilhas da mecânica quântica. Se você é um entusiasta da física ou apenas curioso sobre o universo quântico, este é o lugar certo para você!

O que é a Mecânica Quântica?

A mecânica quântica é um ramo da física que estuda as menores partículas do universo, como átomos e fótons. Diferente da física clássica, que lida com o mundo macroscópico, a mecânica quântica revela comportamentos surpreendentes e contraintuitivos das partículas subatômicas.

Conceitos Básicos

Superposição: Uma partícula pode estar em vários estados ao mesmo tempo até ser observada.

Emaranhamento: Partículas podem estar interligadas de tal forma que o estado de uma afeta instantaneamente o estado da outra, independentemente da distância.

Dualidade Onda-Partícula: Partículas subatômicas podem se comportar tanto como partículas quanto como ondas.

Citações Inspiradoras

“Se você acha que entende a mecânica quântica, você não entende a mecânica quântica.” - Richard Feynman

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#MecânicaQuântica #Física #Ciência #Superposição #Emaranhamento #DualidadeOndaPartícula

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A conversão de frequência quântica, crucial para uma Internet quântica global, está sendo avançada pelo projeto HiFi, que aborda incompatibilidades de comprimento de onda e estabiliza as comunicações quânticas. Crédito: SciTechDaily.com Fraunhofer IAF atinge potência de saída recorde com VECSEL para conversores de frequência quânticos. A expansão da fibra óptica está a progredir em todo o mundo, o que não só aumenta a largura de banda das ligações convencionais à Internet, mas também aproxima a realização de uma Internet quântica global. A Internet quântica pode ajudar a explorar plenamente o potencial de certas tecnologias. Estes incluem muito mais poderosos Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica através da ligação de processadores e registos quânticos, comunicação mais segura através da distribuição de chaves quânticas ou medições de tempo mais precisas através da sincronização de relógios atómicos. No entanto, as diferenças entre o padrão de fibra de vidro de 1550 nm e os comprimentos de onda do sistema dos vários bits quânticos (qubits) realizados até o momento representam um obstáculo, porque esses qubits estão principalmente na faixa espectral do visível ou do infravermelho próximo. Os pesquisadores querem superar esse obstáculo com a ajuda da conversão quântica de frequência, que pode alterar especificamente as frequências dos fótons, mantendo todas as outras propriedades quânticas. Isso permite a conversão para a faixa de telecomunicações de 1550 nm para transmissão de estados quânticos de longo alcance e baixa perda. Configuração VECSEL para o desenvolvimento de uma fonte de bomba de baixo ruído para conversão quântica de frequência. Crédito: © Fraunhofer IAF Projeto HiFi: Habilitando tecnologias para conversão de frequência quântica No projeto conjunto “HiFi — Conversor de frequência quântica altamente integrado de alta fidelidade baseado em tecnologia inovadora de laser, fibra e produção” financiado pelo Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa (BMBF), os pesquisadores estão trabalhando na realização de todas as tecnologias necessárias para fornecer conversores de frequência quântica (QFK) com alta eficiência e baixo ruído para trilhas de teste iniciais. O Instituto Fraunhofer de Física Aplicada do Estado Sólido IAF contribuiu para o projeto com o desenvolvimento bem-sucedido de lasers de disco (também conhecidos como lasers emissores de superfície de cavidade vertical externa, VECSELs) baseados em antimoneto de gálio (GaSb). Estes são lasers semicondutores emissores de superfície, bombeados opticamente, com um ressonador externo e filtro intracavitário para seleção de comprimento de onda. Módulo VECSEL monomodo com potência de saída de até 2,4 W para a faixa de frequência entre 1,9 e 2,5 µm, desenvolvido como fonte de bomba para conversores de frequência quânticos. Crédito: © Fraunhofer IAF Potência de saída de 2,4 W com estabilidade absoluta de frequência abaixo de 100 kHz “Os VECSELs que desenvolvemos como parte do HiFi são fontes de bomba espectralmente de banda estreita que, dependendo do comprimento de onda de saída dos qubits usados, cobrem especificamente um comprimento de onda entre 1,9 e 2,5 µm e atingem uma potência de saída de até 2,4 W com uma potência absoluta. estabilidade de comprimento de onda inferior a 2 fm. Isto corresponde a uma estabilidade de frequência inferior a 100 kHz e cai claramente abaixo da classe de estabilidade de frequência 1E-9. O resultado representa um recorde internacional para este tipo de laser”, explica o Dr. Marcel Rattunde, coordenador do subprojeto HiFi e chefe do departamento de optoeletrônica da Fraunhofer IAF. “O resultado foi possível graças à estreita cooperação com o parceiro do projeto MENLO Systems GmbH. Juntos, travamos o disco laser em

um pente de frequência, que por sua vez foi acoplado a uma referência de 10 MHz”, enfatiza Rattunde. Em seus experimentos, os pesquisadores definiram o comprimento de onda de emissão exatamente no comprimento de onda alvo para experimentos de demonstração no link de fibra da Universidade de Saarland (2.062,40 nm), para a qual Fraunhofer IAF entregou o módulo de laser. Além do escalonamento de potência, as tarefas de pesquisa mais importantes do Fraunhofer IAF no projeto HiFi são a compreensão precisa do comportamento do modo dos lasers e a identificação e eliminação de fontes de ruído. Conversão de frequência quântica usando lasers de bomba Na conversão quântica de frequência, a energia da bomba fóton Um fóton é uma partícula de luz. É a unidade básica da luz e de outras radiações eletromagnéticas e é responsável pela força eletromagnética, uma das quatro forças fundamentais da natureza. Os fótons não têm massa, mas têm energia e momento. Eles viajam à velocidade da luz no vácuo e podem ter diferentes comprimentos de onda, que correspondem a diferentes cores de luz. Os fótons também podem ter energias diferentes, que correspondem a diferentes frequências de luz. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">fóton é subtraído do fóton de sinal por um processo de diferença de frequência em um cristal óptico não linear. Para garantir um processo de baixo ruído, a energia dos fótons da bomba deve estar abaixo do comprimento de onda alvo (geralmente 1550 nm), caso contrário, o laser da bomba pode gerar fótons no sinal de saída devido a efeitos parasitas. Em combinação com o pente de frequência MENLO, os VECSELs desenvolvidos no Fraunhofer IAF atendem aos altos requisitos de conversão de frequência quântica, pois sua largura de banda estreita e estabilidade de comprimento de onda evitam flutuações no comprimento de onda da bomba e, consequentemente, mudanças no comprimento de onda alvo dos qubits. Se houver um desvio acima da largura de linha natural, os qubits não seriam mais indistinguíveis, o que eliminaria um requisito básico para o processamento mecânico quântico subsequente. https://w3b.com.br/internet-quantica-liberada-com-o-avanco-do-laser-hifi/?feed_id=9277&_unique_id=66ac0e0641d59

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  Controle quântico desbloqueado Novas pesquisas demonstram controle sobre estados quânticos que poderiam revolucionar a eficiência energética na eletrônica e avançar a computação quântica. Crédito: SciTechDaily.com Pela primeira vez, os cientistas manipulam eletricamente um 'estado de interface quiral' em um material 2D, com promessa de microeletrônica com eficiência energética e Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. Os cientistas obtiveram as primeiras imagens de resolução atômica de um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. O trabalho permite a visualização e controle do fluxo de elétrons em uma classe única de isoladores quânticos. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​de canais de elétrons com promessas de computação quântica eficiente e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro. Avanço em computação quântica e eletrônica Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) obteve as primeiras imagens de resolução atômica e demonstrou o controle elétrico de um estado de interface quiral – um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. Revelando Estados de Interface Quiral O estado de interface quiral é um canal condutor que permite que os elétrons viajem em apenas uma direção, evitando que sejam espalhados para trás e causando resistência elétrica com desperdício de energia. Os pesquisadores estão trabalhando para compreender melhor as propriedades dos estados de interface quirais em materiais reais, mas visualizar suas características espaciais provou ser excepcionalmente difícil. Mas agora, pela primeira vez, imagens de resolução atômica capturadas por uma equipe de pesquisa do Berkeley Lab e da UC Berkeley visualizaram diretamente um estado de interface quiral. Os pesquisadores também demonstraram a criação sob demanda desses canais condutores livres de resistência em um isolador 2D. Imagem de microscopia de varredura por tunelamento de uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador Hall anômalo quântico feito de grafeno monocamada-bicamada torcido. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Avançando nas aplicações de materiais quânticos Seu trabalho, que foi relatado na revista Física da Naturezafaz parte do esforço mais amplo do Berkeley Lab para avançar na computação quântica e outras aplicações de sistemas de informação quântica, incluindo o design e síntese de materiais quânticos para atender a necessidades tecnológicas urgentes. “Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D em escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los.” – Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais “Experiências anteriores demonstraram que existem estados de interface quirais, mas ninguém nunca os visualizou com uma resolução tão alta. Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D na escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los”, disse o primeiro autor Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e do Departamento de Física da UC Berkeley. Ele agora é pesquisador de pós-doutorado na UC Santa Barbara. Técnicas Inovadoras e Aplicações Futuras Estados de interface quirais podem ocorrer em certos tipos de materiais 2D conhecidos como isoladores Hall anômalos quânticos (QAH), que são isolantes em massa, mas conduzem elétrons sem resistência em “bordas” unidimensionais – os limites físicos do material e interfaces com outros materiais.

Para preparar estados de interface quirais, a equipe trabalhou na Fundição Molecular do Berkeley Lab para fabricar um dispositivo chamado monocamada-bicamada torcida. grafeno O grafeno é um alótropo de carbono na forma de uma única camada de átomos em uma rede hexagonal bidimensional na qual um átomo forma cada vértice. É o elemento estrutural básico de outros alótropos de carbono, incluindo grafite, carvão, nanotubos de carbono e fulerenos. Em proporção à sua espessura, é cerca de 100 vezes mais resistente que o aço mais resistente. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">grafenoque é uma pilha de duas camadas atomicamente finas de grafeno giradas precisamente uma em relação à outra, criando uma superrede moiré que exibe o efeito QAH. Imagens de microscopia de varredura por tunelamento mostram uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador QAH feito de grafeno monocamada-bicamada torcido em um dispositivo 2D. A interface pode ser movida através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Em experimentos subsequentes no Departamento de Física da UC Berkeley, os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura (STM) para detectar diferentes estados eletrônicos na amostra, permitindo-lhes visualizar a função de onda do estado da interface quiral. Outros experimentos mostraram que o estado da interface quiral pode ser movido através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Numa demonstração final de controle, os pesquisadores mostraram que um pulso de tensão da ponta de uma sonda STM pode “escrever” um estado de interface quiral na amostra, apagá-lo e até mesmo reescrever um novo onde os elétrons fluem na direção oposta. Impacto potencial e pesquisa em andamento As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​​​de canais de elétrons com promessas para microeletrônica com eficiência energética e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro, e para computação quântica fazendo uso de comportamentos exóticos de elétrons em isoladores QAH. Os pesquisadores pretendem usar sua técnica para estudar física mais exótica em materiais relacionados, como anyons, um novo tipo de quasipartícula que poderia permitir um caminho para a computação quântica. “Nossos resultados fornecem informações que antes não eram possíveis. Ainda há um longo caminho a percorrer, mas este é um bom primeiro passo”, disse Zhang. Referência: “Manipulação de estados de interface quiral em um isolador Hall anômalo quântico moiré” por Canxun Zhang, Tiancong Zhu, Salman Kahn, Tomohiro Soejima, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Alex Zettl, Feng Wang, Michael P. Zaletel e Michael F. Crommie , 13 de março de 2024, Física da Natureza. DOI: 10.1038/s41567-024-02444-w O trabalho foi liderado por Michael Crommie, cientista sênior da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de física na UC Berkeley. Tiancong Zhu, ex-pesquisador de pós-doutorado no grupo Crommie no Berkeley Lab e UC Berkeley, contribuiu como co-autor correspondente e agora é professor de física na Purdue University. A Molecular Foundry é uma instalação de usuário do DOE Office of Science no Berkeley Lab. Este trabalho foi apoiado pelo DOE Office of Science. Financiamento adicional foi fornecido pela National Science Foundation.

[mirandascontalidade]

  Controle quântico desbloqueado Novas pesquisas demonstram controle sobre estados quânticos que poderiam revolucionar a eficiência energética na eletrônica e avançar a computação quântica. Crédito: SciTechDaily.com Pela primeira vez, os cientistas manipulam eletricamente um 'estado de interface quiral' em um material 2D, com promessa de microeletrônica com eficiência energética e Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. Os cientistas obtiveram as primeiras imagens de resolução atômica de um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. O trabalho permite a visualização e controle do fluxo de elétrons em uma classe única de isoladores quânticos. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​de canais de elétrons com promessas de computação quântica eficiente e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro. Avanço em computação quântica e eletrônica Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) obteve as primeiras imagens de resolução atômica e demonstrou o controle elétrico de um estado de interface quiral – um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. Revelando Estados de Interface Quiral O estado de interface quiral é um canal condutor que permite que os elétrons viajem em apenas uma direção, evitando que sejam espalhados para trás e causando resistência elétrica com desperdício de energia. Os pesquisadores estão trabalhando para compreender melhor as propriedades dos estados de interface quirais em materiais reais, mas visualizar suas características espaciais provou ser excepcionalmente difícil. Mas agora, pela primeira vez, imagens de resolução atômica capturadas por uma equipe de pesquisa do Berkeley Lab e da UC Berkeley visualizaram diretamente um estado de interface quiral. Os pesquisadores também demonstraram a criação sob demanda desses canais condutores livres de resistência em um isolador 2D. Imagem de microscopia de varredura por tunelamento de uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador Hall anômalo quântico feito de grafeno monocamada-bicamada torcido. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Avançando nas aplicações de materiais quânticos Seu trabalho, que foi relatado na revista Física da Naturezafaz parte do esforço mais amplo do Berkeley Lab para avançar na computação quântica e outras aplicações de sistemas de informação quântica, incluindo o design e síntese de materiais quânticos para atender a necessidades tecnológicas urgentes. “Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D em escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los.” – Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais “Experiências anteriores demonstraram que existem estados de interface quirais, mas ninguém nunca os visualizou com uma resolução tão alta. Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D na escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los”, disse o primeiro autor Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e do Departamento de Física da UC Berkeley. Ele agora é pesquisador de pós-doutorado na UC Santa Barbara. Técnicas Inovadoras e Aplicações Futuras Estados de interface quirais podem ocorrer em certos tipos de materiais 2D conhecidos como isoladores Hall anômalos quânticos (QAH), que são isolantes em massa, mas conduzem elétrons sem resistência em “bordas” unidimensionais – os limites físicos do material e interfaces com outros materiais.

Para preparar estados de interface quirais, a equipe trabalhou na Fundição Molecular do Berkeley Lab para fabricar um dispositivo chamado monocamada-bicamada torcida. grafeno O grafeno é um alótropo de carbono na forma de uma única camada de átomos em uma rede hexagonal bidimensional na qual um átomo forma cada vértice. É o elemento estrutural básico de outros alótropos de carbono, incluindo grafite, carvão, nanotubos de carbono e fulerenos. Em proporção à sua espessura, é cerca de 100 vezes mais resistente que o aço mais resistente. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">grafenoque é uma pilha de duas camadas atomicamente finas de grafeno giradas precisamente uma em relação à outra, criando uma superrede moiré que exibe o efeito QAH. Imagens de microscopia de varredura por tunelamento mostram uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador QAH feito de grafeno monocamada-bicamada torcido em um dispositivo 2D. A interface pode ser movida através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Em experimentos subsequentes no Departamento de Física da UC Berkeley, os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura (STM) para detectar diferentes estados eletrônicos na amostra, permitindo-lhes visualizar a função de onda do estado da interface quiral. Outros experimentos mostraram que o estado da interface quiral pode ser movido através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Numa demonstração final de controle, os pesquisadores mostraram que um pulso de tensão da ponta de uma sonda STM pode “escrever” um estado de interface quiral na amostra, apagá-lo e até mesmo reescrever um novo onde os elétrons fluem na direção oposta. Impacto potencial e pesquisa em andamento As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​​​de canais de elétrons com promessas para microeletrônica com eficiência energética e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro, e para computação quântica fazendo uso de comportamentos exóticos de elétrons em isoladores QAH. Os pesquisadores pretendem usar sua técnica para estudar física mais exótica em materiais relacionados, como anyons, um novo tipo de quasipartícula que poderia permitir um caminho para a computação quântica. “Nossos resultados fornecem informações que antes não eram possíveis. Ainda há um longo caminho a percorrer, mas este é um bom primeiro passo”, disse Zhang. Referência: “Manipulação de estados de interface quiral em um isolador Hall anômalo quântico moiré” por Canxun Zhang, Tiancong Zhu, Salman Kahn, Tomohiro Soejima, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Alex Zettl, Feng Wang, Michael P. Zaletel e Michael F. Crommie , 13 de março de 2024, Física da Natureza. DOI: 10.1038/s41567-024-02444-w O trabalho foi liderado por Michael Crommie, cientista sênior da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de física na UC Berkeley. Tiancong Zhu, ex-pesquisador de pós-doutorado no grupo Crommie no Berkeley Lab e UC Berkeley, contribuiu como co-autor correspondente e agora é professor de física na Purdue University. A Molecular Foundry é uma instalação de usuário do DOE Office of Science no Berkeley Lab. Este trabalho foi apoiado pelo DOE Office of Science. Financiamento adicional foi fornecido pela National Science Foundation.

[internacoesvidanova]

  Controle quântico desbloqueado Novas pesquisas demonstram controle sobre estados quânticos que poderiam revolucionar a eficiência energética na eletrônica e avançar a computação quântica. Crédito: SciTechDaily.com Pela primeira vez, os cientistas manipulam eletricamente um 'estado de interface quiral' em um material 2D, com promessa de microeletrônica com eficiência energética e Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. Os cientistas obtiveram as primeiras imagens de resolução atômica de um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. O trabalho permite a visualização e controle do fluxo de elétrons em uma classe única de isoladores quânticos. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​de canais de elétrons com promessas de computação quântica eficiente e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro. Avanço em computação quântica e eletrônica Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) obteve as primeiras imagens de resolução atômica e demonstrou o controle elétrico de um estado de interface quiral – um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. Revelando Estados de Interface Quiral O estado de interface quiral é um canal condutor que permite que os elétrons viajem em apenas uma direção, evitando que sejam espalhados para trás e causando resistência elétrica com desperdício de energia. Os pesquisadores estão trabalhando para compreender melhor as propriedades dos estados de interface quirais em materiais reais, mas visualizar suas características espaciais provou ser excepcionalmente difícil. Mas agora, pela primeira vez, imagens de resolução atômica capturadas por uma equipe de pesquisa do Berkeley Lab e da UC Berkeley visualizaram diretamente um estado de interface quiral. Os pesquisadores também demonstraram a criação sob demanda desses canais condutores livres de resistência em um isolador 2D. Imagem de microscopia de varredura por tunelamento de uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador Hall anômalo quântico feito de grafeno monocamada-bicamada torcido. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Avançando nas aplicações de materiais quânticos Seu trabalho, que foi relatado na revista Física da Naturezafaz parte do esforço mais amplo do Berkeley Lab para avançar na computação quântica e outras aplicações de sistemas de informação quântica, incluindo o design e síntese de materiais quânticos para atender a necessidades tecnológicas urgentes. “Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D em escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los.” – Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais “Experiências anteriores demonstraram que existem estados de interface quirais, mas ninguém nunca os visualizou com uma resolução tão alta. Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D na escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los”, disse o primeiro autor Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e do Departamento de Física da UC Berkeley. Ele agora é pesquisador de pós-doutorado na UC Santa Barbara. Técnicas Inovadoras e Aplicações Futuras Estados de interface quirais podem ocorrer em certos tipos de materiais 2D conhecidos como isoladores Hall anômalos quânticos (QAH), que são isolantes em massa, mas conduzem elétrons sem resistência em “bordas” unidimensionais – os limites físicos do material e interfaces com outros materiais.

Para preparar estados de interface quirais, a equipe trabalhou na Fundição Molecular do Berkeley Lab para fabricar um dispositivo chamado monocamada-bicamada torcida. grafeno O grafeno é um alótropo de carbono na forma de uma única camada de átomos em uma rede hexagonal bidimensional na qual um átomo forma cada vértice. É o elemento estrutural básico de outros alótropos de carbono, incluindo grafite, carvão, nanotubos de carbono e fulerenos. Em proporção à sua espessura, é cerca de 100 vezes mais resistente que o aço mais resistente. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">grafenoque é uma pilha de duas camadas atomicamente finas de grafeno giradas precisamente uma em relação à outra, criando uma superrede moiré que exibe o efeito QAH. Imagens de microscopia de varredura por tunelamento mostram uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador QAH feito de grafeno monocamada-bicamada torcido em um dispositivo 2D. A interface pode ser movida através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Em experimentos subsequentes no Departamento de Física da UC Berkeley, os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura (STM) para detectar diferentes estados eletrônicos na amostra, permitindo-lhes visualizar a função de onda do estado da interface quiral. Outros experimentos mostraram que o estado da interface quiral pode ser movido através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Numa demonstração final de controle, os pesquisadores mostraram que um pulso de tensão da ponta de uma sonda STM pode “escrever” um estado de interface quiral na amostra, apagá-lo e até mesmo reescrever um novo onde os elétrons fluem na direção oposta. Impacto potencial e pesquisa em andamento As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​​​de canais de elétrons com promessas para microeletrônica com eficiência energética e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro, e para computação quântica fazendo uso de comportamentos exóticos de elétrons em isoladores QAH. Os pesquisadores pretendem usar sua técnica para estudar física mais exótica em materiais relacionados, como anyons, um novo tipo de quasipartícula que poderia permitir um caminho para a computação quântica. “Nossos resultados fornecem informações que antes não eram possíveis. Ainda há um longo caminho a percorrer, mas este é um bom primeiro passo”, disse Zhang. Referência: “Manipulação de estados de interface quiral em um isolador Hall anômalo quântico moiré” por Canxun Zhang, Tiancong Zhu, Salman Kahn, Tomohiro Soejima, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Alex Zettl, Feng Wang, Michael P. Zaletel e Michael F. Crommie , 13 de março de 2024, Física da Natureza. DOI: 10.1038/s41567-024-02444-w O trabalho foi liderado por Michael Crommie, cientista sênior da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de física na UC Berkeley. Tiancong Zhu, ex-pesquisador de pós-doutorado no grupo Crommie no Berkeley Lab e UC Berkeley, contribuiu como co-autor correspondente e agora é professor de física na Purdue University. A Molecular Foundry é uma instalação de usuário do DOE Office of Science no Berkeley Lab. Este trabalho foi apoiado pelo DOE Office of Science. Financiamento adicional foi fornecido pela National Science Foundation.

[industriabigar]

  Controle quântico desbloqueado Novas pesquisas demonstram controle sobre estados quânticos que poderiam revolucionar a eficiência energética na eletrônica e avançar a computação quântica. Crédito: SciTechDaily.com Pela primeira vez, os cientistas manipulam eletricamente um 'estado de interface quiral' em um material 2D, com promessa de microeletrônica com eficiência energética e Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. Os cientistas obtiveram as primeiras imagens de resolução atômica de um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. O trabalho permite a visualização e controle do fluxo de elétrons em uma classe única de isoladores quânticos. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​de canais de elétrons com promessas de computação quântica eficiente e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro. Avanço em computação quântica e eletrônica Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) obteve as primeiras imagens de resolução atômica e demonstrou o controle elétrico de um estado de interface quiral – um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. Revelando Estados de Interface Quiral O estado de interface quiral é um canal condutor que permite que os elétrons viajem em apenas uma direção, evitando que sejam espalhados para trás e causando resistência elétrica com desperdício de energia. Os pesquisadores estão trabalhando para compreender melhor as propriedades dos estados de interface quirais em materiais reais, mas visualizar suas características espaciais provou ser excepcionalmente difícil. Mas agora, pela primeira vez, imagens de resolução atômica capturadas por uma equipe de pesquisa do Berkeley Lab e da UC Berkeley visualizaram diretamente um estado de interface quiral. Os pesquisadores também demonstraram a criação sob demanda desses canais condutores livres de resistência em um isolador 2D. Imagem de microscopia de varredura por tunelamento de uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador Hall anômalo quântico feito de grafeno monocamada-bicamada torcido. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Avançando nas aplicações de materiais quânticos Seu trabalho, que foi relatado na revista Física da Naturezafaz parte do esforço mais amplo do Berkeley Lab para avançar na computação quântica e outras aplicações de sistemas de informação quântica, incluindo o design e síntese de materiais quânticos para atender a necessidades tecnológicas urgentes. “Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D em escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los.” – Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais “Experiências anteriores demonstraram que existem estados de interface quirais, mas ninguém nunca os visualizou com uma resolução tão alta. Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D na escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los”, disse o primeiro autor Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e do Departamento de Física da UC Berkeley. Ele agora é pesquisador de pós-doutorado na UC Santa Barbara. Técnicas Inovadoras e Aplicações Futuras Estados de interface quirais podem ocorrer em certos tipos de materiais 2D conhecidos como isoladores Hall anômalos quânticos (QAH), que são isolantes em massa, mas conduzem elétrons sem resistência em “bordas” unidimensionais – os limites físicos do material e interfaces com outros materiais.

Para preparar estados de interface quirais, a equipe trabalhou na Fundição Molecular do Berkeley Lab para fabricar um dispositivo chamado monocamada-bicamada torcida. grafeno O grafeno é um alótropo de carbono na forma de uma única camada de átomos em uma rede hexagonal bidimensional na qual um átomo forma cada vértice. É o elemento estrutural básico de outros alótropos de carbono, incluindo grafite, carvão, nanotubos de carbono e fulerenos. Em proporção à sua espessura, é cerca de 100 vezes mais resistente que o aço mais resistente. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">grafenoque é uma pilha de duas camadas atomicamente finas de grafeno giradas precisamente uma em relação à outra, criando uma superrede moiré que exibe o efeito QAH. Imagens de microscopia de varredura por tunelamento mostram uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador QAH feito de grafeno monocamada-bicamada torcido em um dispositivo 2D. A interface pode ser movida através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Em experimentos subsequentes no Departamento de Física da UC Berkeley, os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura (STM) para detectar diferentes estados eletrônicos na amostra, permitindo-lhes visualizar a função de onda do estado da interface quiral. Outros experimentos mostraram que o estado da interface quiral pode ser movido através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Numa demonstração final de controle, os pesquisadores mostraram que um pulso de tensão da ponta de uma sonda STM pode “escrever” um estado de interface quiral na amostra, apagá-lo e até mesmo reescrever um novo onde os elétrons fluem na direção oposta. Impacto potencial e pesquisa em andamento As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​​​de canais de elétrons com promessas para microeletrônica com eficiência energética e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro, e para computação quântica fazendo uso de comportamentos exóticos de elétrons em isoladores QAH. Os pesquisadores pretendem usar sua técnica para estudar física mais exótica em materiais relacionados, como anyons, um novo tipo de quasipartícula que poderia permitir um caminho para a computação quântica. “Nossos resultados fornecem informações que antes não eram possíveis. Ainda há um longo caminho a percorrer, mas este é um bom primeiro passo”, disse Zhang. Referência: “Manipulação de estados de interface quiral em um isolador Hall anômalo quântico moiré” por Canxun Zhang, Tiancong Zhu, Salman Kahn, Tomohiro Soejima, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Alex Zettl, Feng Wang, Michael P. Zaletel e Michael F. Crommie , 13 de março de 2024, Física da Natureza. DOI: 10.1038/s41567-024-02444-w O trabalho foi liderado por Michael Crommie, cientista sênior da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de física na UC Berkeley. Tiancong Zhu, ex-pesquisador de pós-doutorado no grupo Crommie no Berkeley Lab e UC Berkeley, contribuiu como co-autor correspondente e agora é professor de física na Purdue University. A Molecular Foundry é uma instalação de usuário do DOE Office of Science no Berkeley Lab. Este trabalho foi apoiado pelo DOE Office of Science. Financiamento adicional foi fornecido pela National Science Foundation.

[gwsnet]

  Controle quântico desbloqueado Novas pesquisas demonstram controle sobre estados quânticos que poderiam revolucionar a eficiência energética na eletrônica e avançar a computação quântica. Crédito: SciTechDaily.com Pela primeira vez, os cientistas manipulam eletricamente um 'estado de interface quiral' em um material 2D, com promessa de microeletrônica com eficiência energética e Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. Os cientistas obtiveram as primeiras imagens de resolução atômica de um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. O trabalho permite a visualização e controle do fluxo de elétrons em uma classe única de isoladores quânticos. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​de canais de elétrons com promessas de computação quântica eficiente e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro. Avanço em computação quântica e eletrônica Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) obteve as primeiras imagens de resolução atômica e demonstrou o controle elétrico de um estado de interface quiral – um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. Revelando Estados de Interface Quiral O estado de interface quiral é um canal condutor que permite que os elétrons viajem em apenas uma direção, evitando que sejam espalhados para trás e causando resistência elétrica com desperdício de energia. Os pesquisadores estão trabalhando para compreender melhor as propriedades dos estados de interface quirais em materiais reais, mas visualizar suas características espaciais provou ser excepcionalmente difícil. Mas agora, pela primeira vez, imagens de resolução atômica capturadas por uma equipe de pesquisa do Berkeley Lab e da UC Berkeley visualizaram diretamente um estado de interface quiral. Os pesquisadores também demonstraram a criação sob demanda desses canais condutores livres de resistência em um isolador 2D. Imagem de microscopia de varredura por tunelamento de uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador Hall anômalo quântico feito de grafeno monocamada-bicamada torcido. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Avançando nas aplicações de materiais quânticos Seu trabalho, que foi relatado na revista Física da Naturezafaz parte do esforço mais amplo do Berkeley Lab para avançar na computação quântica e outras aplicações de sistemas de informação quântica, incluindo o design e síntese de materiais quânticos para atender a necessidades tecnológicas urgentes. “Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D em escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los.” – Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais “Experiências anteriores demonstraram que existem estados de interface quirais, mas ninguém nunca os visualizou com uma resolução tão alta. Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D na escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los”, disse o primeiro autor Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e do Departamento de Física da UC Berkeley. Ele agora é pesquisador de pós-doutorado na UC Santa Barbara. Técnicas Inovadoras e Aplicações Futuras Estados de interface quirais podem ocorrer em certos tipos de materiais 2D conhecidos como isoladores Hall anômalos quânticos (QAH), que são isolantes em massa, mas conduzem elétrons sem resistência em “bordas” unidimensionais – os limites físicos do material e interfaces com outros materiais.

Para preparar estados de interface quirais, a equipe trabalhou na Fundição Molecular do Berkeley Lab para fabricar um dispositivo chamado monocamada-bicamada torcida. grafeno O grafeno é um alótropo de carbono na forma de uma única camada de átomos em uma rede hexagonal bidimensional na qual um átomo forma cada vértice. É o elemento estrutural básico de outros alótropos de carbono, incluindo grafite, carvão, nanotubos de carbono e fulerenos. Em proporção à sua espessura, é cerca de 100 vezes mais resistente que o aço mais resistente. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">grafenoque é uma pilha de duas camadas atomicamente finas de grafeno giradas precisamente uma em relação à outra, criando uma superrede moiré que exibe o efeito QAH. Imagens de microscopia de varredura por tunelamento mostram uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador QAH feito de grafeno monocamada-bicamada torcido em um dispositivo 2D. A interface pode ser movida através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Em experimentos subsequentes no Departamento de Física da UC Berkeley, os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura (STM) para detectar diferentes estados eletrônicos na amostra, permitindo-lhes visualizar a função de onda do estado da interface quiral. Outros experimentos mostraram que o estado da interface quiral pode ser movido através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Numa demonstração final de controle, os pesquisadores mostraram que um pulso de tensão da ponta de uma sonda STM pode “escrever” um estado de interface quiral na amostra, apagá-lo e até mesmo reescrever um novo onde os elétrons fluem na direção oposta. Impacto potencial e pesquisa em andamento As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​​​de canais de elétrons com promessas para microeletrônica com eficiência energética e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro, e para computação quântica fazendo uso de comportamentos exóticos de elétrons em isoladores QAH. Os pesquisadores pretendem usar sua técnica para estudar física mais exótica em materiais relacionados, como anyons, um novo tipo de quasipartícula que poderia permitir um caminho para a computação quântica. “Nossos resultados fornecem informações que antes não eram possíveis. Ainda há um longo caminho a percorrer, mas este é um bom primeiro passo”, disse Zhang. Referência: “Manipulação de estados de interface quiral em um isolador Hall anômalo quântico moiré” por Canxun Zhang, Tiancong Zhu, Salman Kahn, Tomohiro Soejima, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Alex Zettl, Feng Wang, Michael P. Zaletel e Michael F. Crommie , 13 de março de 2024, Física da Natureza. DOI: 10.1038/s41567-024-02444-w O trabalho foi liderado por Michael Crommie, cientista sênior da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de física na UC Berkeley. Tiancong Zhu, ex-pesquisador de pós-doutorado no grupo Crommie no Berkeley Lab e UC Berkeley, contribuiu como co-autor correspondente e agora é professor de física na Purdue University. A Molecular Foundry é uma instalação de usuário do DOE Office of Science no Berkeley Lab. Este trabalho foi apoiado pelo DOE Office of Science. Financiamento adicional foi fornecido pela National Science Foundation.

[historyworld]

Mente quântica

Mente quântica ou consciência quântica[1] é uma ideia proveniente de diversas hipóteses e teorias científicas, cujos proponentes alegam que a mecânica clássica não pode explicar a natureza da consciência. Basicamente, postula-se que fenômenos da mecânica quântica, tais como o emaranhamento quântico e a superposição, podem desempenhar um papel importante no funcionamento cerebral, formando, portanto, a base da explicação científica da consciência

Eugene Wigner foi o pioneiro da ideia de que a mecânica quântica possui relação com o funcionamento da mente. Wigner propôs que o fenômeno quântico do colapso da função de onda ocorre por causa da interação com a consciência. Freeman Dyson, similarmente, afirmou que, "manifestada pela capacidade de fazer escolhas, a mente existe, em certa medida, inerente a todo elétron."[2]

Outros físicos e filósofos contemporâneos consideram tais argumentos não convincentes.[3] Victor Stenger caracterizou a consciência quântica como um "mito sem base científica", mito este que "deveria tomar o seu lugar na história da ciência juntamente com os deuses, unicórnios e dragões."[4] David Chalmers, também, argumentou contra a hipótese da consciência quântica num debate sobre como a mecânica quântica poderia se relacionar com a hipótese dualista da consciência.[5] Chalmers é cético quanto à capacidade de qualquer nova teoria física de resolução do problema difícil da consciência.[6][7]

https://www.if.ufrj.br/~ldavid/arquivos/Einstein%20e%20a%20Mecanica%20Quantica%20-%20Ciencia%20e%20Meio%20Ambiente.pdf

~ ~~ ~

O Homem Cósmico, Vaiśvānara, é uma representação simbólica de Brahman, o Ilimitado, feito natureza, universo e tudo o que ele contém. Este é um trecho da Chāndogyopaniṣad que resgata esse antiquíssimo mito.

[elcitigre2021]

ESTAMOS TODOS EMARANHADOS…💞

"Todo ser é um CAMPO ELECTROMAGNÉTICO. Emana e atrai. É uma coisa simples de entender e difícil de aceitar. E essa dificuldade é a fonte de todos os problemas e sofrimentos.

O tempo todo isso acontece e não há como evitar isso. ESTAMOS IMERSOS num gigantesco campo ELETROMAGNÉTICO. Tudo que foi emanado mais cedo ou mais tarde voltará multiplicado.

Isso também pode ser explicado como: semeou colheu, causa e efeito, ação e reação etc.

Quando uma pessoa entende isso a solução dos seus problemas está a caminho. No devido tempo tudo será solucionado. Para esse campo não existe tempo nem espaço. É aí que entra a ETERNIDADE. Tudo é energia e tudo tem um campo eletromagnético. Todos somos feitos de átomos. ENERGIA nunca desaparece. Só se transforma. Portanto, um campo energético é ETERNO. Isso significa que biologicamente podemos trocar de forma N vezes, que continuaremos existindo na nossa energia inicial. Essa energia inicial contém toda a INFORMAÇÃO desde sempre. Tudo no universo é energia e informação. Essa energia emana informação e atrai informação. Da mesma forma que atrai mais energia. Na mesma FREQUÊNCIA que emanou. Toda energia vibra numa determinada frequência.

Posto isto é fácil aceitar a REENCARNAÇÃO. O corpo morre, mas a informação e energia PERMANECEM. Portanto, tudo que foi emanado permanece e continua atraindo. Pode-se ter outro corpo ou não, a emanação e atração continuam. Ad aeternum.

Desde a primeira vez que o ser EMANOU uma determinada frequência e teve as consequências disto o problema precisa ser resolvido. Isto é, aquela energia e informação continuam atuando na vida do ser. Seja que formato ele tiver. Ou estágio estiver. Se isso não é polarizado de forma positiva a negatividade continua atraindo situações iguais. Mesmo depois de 10 mil anos ou 500 mil anos isso continua acontecendo. Ou milhões de anos. Em última instância o TEMPO não existe. Existe o ETERNO AGORA. O tempo é uma criação mental do ser. Ele elabora isso considerando o que já passou, o que está passando e o que passará. Para isso ele dá o nome de passado, presente e futuro. Quando na verdade tudo isso está acontecendo ao MESMO TEMPO. Se você está num avião a três mil metros de altitude e olhar para uma estrada com carros em movimento entenderá o conceito.

Considere uma estrada de 100 quilômetros de comprimento. Se focar num carro que está no quilometro 50, o motorista deste carro acha que o tempo presente é o que ele está vivendo. Se focar no quilometro 80 é o futuro daquele carro e se forcar no quilometro 20 é o passado. Essa é a visão de mundo do motorista. Você que está no alto vê tudo ao mesmo tempo. Para você não existe passado, presente e futuro naquela estrada. Tudo está acontecendo ao mesmo tempo. Depende do REFERENCIAL de cada um. Agora, imagine uma nave espacial e o astronauta olhando o planeta Terra ao longe. Ele tem a mesma visão de mundo em relação a você. E outro astronauta fora do sistema solar tem a mesma reação. E outro fora da galáxia a mesma coisa. E um que abarcasse o universo inteiro veria da mesma forma. Tudo acontecendo ao mesmo tempo.

As transmissões de rádio da Segunda Guerra Mundial ainda não saíram o Sistema Solar. Para nós é passado, para um planeta que está exatamente onde a ONDA está chegando é o PRESENTE e para um planeta distante é o FUTURO. Quando a onda de rádio chegar lá eles vivenciarão o presente e o futuro dependendo da referência espaço/temporal deles.

Com o emaranhamento quântico tudo está ACONTECENDO ao mesmo tempo e tudo se COMUNICA ao mesmo tempo."

HÉLIO COUTO

[poligrafoserio]

A 'Emergência Climática' é um mito, afirma o vencedor do Prémio Nobel John Clauser

Numa palestra recente, o físico John Clauser, galardoado com o Nobel, expôs como os modelos e análises do Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas (IPCC), nos quais políticos e activistas se baseiam para apoiar as alegações de uma “crise climática”, não cumprem os padrões básicos de investigação científica. investigação. Clauser recebeu o prêmio Nobel em 2022 pela medição observacional do emaranhamento quântico e entende bem o problema de distinguir um sinal físico do ruído de fundo.

Figura 1. Representação esquemática do orçamento energético médio global da Terra. Os números indicam as melhores estimativas para as magnitudes das componentes médias do balanço energético global, juntamente com os seus intervalos de incerteza (5%-95% de confiança), representando as condições climáticas no início do século XXI. Observe que os valores são expressos em termos de fluxo de potência (Watts por metro quadrado ou W/m 2 ), que é igual a energia por segundo por unidade de área (Joules/s/m 2 ). (Fonte: relatório IPCC AR6 WG 1, p.934)

A palestra de Clauser está disponível no YouTube . No entanto, há mérito em rever os argumentos da física que se baseiam nos dados observacionais sobre os fluxos de energia atmosférica para refutar a noção de uma crise climática induzida pelo aquecimento global antropogénico (AGW).

Fluxos de Energia no Sistema Climático

É útil começar com uma representação simplificada do fluxo de energia solar que atinge a Terra, a sua transformação pelo sistema climático da Terra e o fluxo de energia resultante (principalmente térmico) que sai da atmosfera terrestre. Isto é mostrado na Figura 1, retirada de um relatório recente do IPCC.

Tabela. 1. Fluxos de energia no topo da atmosfera. A energia flui no topo da atmosfera terrestre, com seus erros conforme Figura 1. O equilíbrio é calculado a partir de seus componentes.

As medições de radiação necessárias para este cálculo são realizadas em diferentes comprimentos de onda por instrumentos transportados por satélites, e erros de observação são inevitáveis. A combinação das faixas de incerteza nos fluxos de entrada, reflexão e saída mostrados na Tabela 1, usando a regra estatística padrão Root Mean Square, mostra que a margem de erro no desequilíbrio calculado é na verdade 3 W/m 2 , cerca de 15 vezes maior que o Margem de erro de 0,2 W/m 2 reivindicada pelo IPCC. Em suma, não há desequilíbrio energético observado . O alegado desequilíbrio de 0,7 W/m 2 é inundado por erros de observação e, do ponto de vista científico, é descrito por Clauser como uma “disfarce”.

Variabilidade Natural

É importante ressaltar que o tratamento do IPCC subestima a variabilidade natural do fluxo de energia solar que penetra no sistema climático. Um elemento-chave que impulsiona esta variação é o “albedo”, a proporção da luz solar que é refletida pelas nuvens ou pela superfície. A extensão da cobertura de nuvens, que normalmente cobre cerca de dois terços da superfície da Terra, é na verdade bastante dinâmica e, como consequência, o albedo varia de mês para mês num intervalo de 0,275 a 0,305. Clauser estima que a variação mensal resultante na energia refletida abrange a faixa (95-105 W/m 2 ). Clauser observa que este padrão mensal flutuante não é bem replicado pelos modelos computacionais do Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) usados ​​pelo IPCC, que devem, portanto, estar faltando aspectos-chave da física das nuvens.

Isto é significativo porque a variabilidade natural introduzida no sistema climático pelas variações nas nuvens e no albedo supera o efeito dos gases secundários com efeito de estufa, como o CO 2 . Além disso, a relativa estabilidade do sistema climático da Terra face a estas oscilações na entrada de energia solar indica que existem mecanismos de feedback negativo em funcionamento.

Fluxos de calor superficial e a natureza do equilíbrio atmosférico

Tabela. 2. Fluxos de calor superficial. Os fluxos de calor descendentes (ascendentes) na superfície da Terra são mostrados junto com seus erros. O calor radiante é a rede dos fluxos de energia de superfície para cima e para baixo na Figura 1.

Os modelos climáticos de circulação geral em uso hoje foram inspirados no trabalho do físico Syukuro Manabe, ganhador do Prêmio Nobel, que em 1967 introduziu o paradigma do sistema atmosférico como estando em equilíbrio radiativo-convectivo 1 . Pode-se observar na Tabela 2 que o fluxo convectivo de calor latente e sensível é duas vezes mais importante que a radiação no resfriamento da superfície da Terra. A incorporação da convecção por Manabe marcou uma melhoria distinta na geração anterior de modelos radiativos. Pode-se, no entanto, perguntar se a predileção por tentar compreender a dinâmica atmosférica puramente em termos de radiação, em vez de fluxos de calor convectivos, ainda persiste na comunidade de modelização climática, e se isto está na raiz da contínua incapacidade dos modelos climáticos para observação da partida.

Forçamento radiativo e feedback negativo

Os primeiros trabalhos de Manabe, recentemente confirmados em cálculos refinados realizados por Happer e van Wjngaarden 2 , descrevem o impacto dos gases com efeito de estufa em termos de «forçamento radiativo», ou seja, o seu impacto transitório no Topo da Atmosfera (ToA). equilíbrio energético. Ambos calculam que o forçamento radiativo devido à duplicação do CO 2 leva a uma redução de cerca de 3 W/m 2 na radiação térmica emitida em céus claros. A aplicação da Lei de Stefan-Boltzmann, segundo a qual a radiação do corpo negro aumenta à medida que a quarta potência da temperatura (medida em graus Kelvin), diz-nos que as fontes radiantes na atmosfera precisariam de aumentar a temperatura em cerca de 0,75°C para produzir energia extra. radiação compensatória. A questão chave para a física climática é: qual é a resposta compensatória da temperatura da superfície do solo necessária para restaurar a radiação térmica no ToA?

Os 27 modelos climáticos CMIP utilizados pelo IPCC incorporam uma Sensibilidade Climática de Equilíbrio (ECS) com um aumento de 1,8°C a 5,6°C na temperatura da superfície do solo por duplicação do CO 2 3 . Isto é entre 2,5 e 7,5 vezes superior à resposta de temperatura de 0,75°C na atmosfera, implicando a presença de alguns mecanismos de feedback positivo muito substanciais incorporados nos modelos CMIP que multiplicam o forçamento inicial.

Clauser faz a observação geral, com base no princípio de Le Chatelier, de que um sistema físico complexo em equilíbrio normalmente contém múltiplos mecanismos de feedback negativo que agem para se opor em vez de amplificar o forçamento e questiona a base dos supostos feedbacks positivos do IPCC.

Tabela. 3. Respostas de feedback ao aumento da temperatura da superfície. Reflexão solar pelas nuvens estimada em aumento de 7% em 75 W/m 2 . Evaporação estimada em aumento de 7% em 82 W/m 2 . Aumento térmico da superfície baseado na Lei de Stefan-Boltzmann aplicada para aumentar a temperatura da superfície de 15°C para 16°C.

A relação Clausius-Clapeyron implica que o conteúdo de vapor de água saturado do ar aumenta em 7% para um aumento na temperatura de 1°C em relação à média global atual em torno de 15°C. Com base nisso, o IPCC estima um feedback positivo de 1,3 W/m 2 devido ao aumento do conteúdo de vapor d'água na atmosfera e à consequente absorção da radiação superficial. Contudo, como salienta Clauser, a relação Clausius-Clapeyron também deve levar a aumentos comparáveis ​​na evaporação, formação de nuvens e precipitação, juntamente com a consequente transferência de calor latente (da evaporação da água) para longe da superfície do solo. Os consequentes feedbacks negativos atuam para compensar o forçamento radiativo. Em particular, (a) o efeito do aumento da reflexão solar pelas nuvens tem um impacto direto no balanço energético ToA, e (b) a física da convecção implica que o ar aquecido se expanda, adquira flutuabilidade e suba até a Tropopausa (cerca de 11 km). altitude), enquanto libera seu calor extra como radiação térmica para o espaço. Embora parte da radiação térmica da superfície seja absorvida pela atmosfera, é manifesto na Tabela 3 que os feedbacks negativos identificados superam o feedback positivo calculado pelo IPCC.

Clauser ressalta que a quantidade de feedback negativo das nuvens depende não apenas da sua extensão, mas também da sua distribuição na superfície da Terra e da sua refletividade. A maioria das nuvens é formada pela forte absorção da luz solar pelos oceanos, onde o impacto do resfriamento da reflexão das nuvens é maior do que na terra. Tomados em conjunto, os feedbacks negativos térmicos, convectivos e das nuvens se combinam para fornecer um mecanismo de termostato que estabiliza a temperatura da superfície da Terra contra forçamentos, independentemente de isso se originar da variabilidade na insolação solar (por exemplo, devido a mudanças na cobertura de nuvens) ou do efeito dos gases de efeito estufa. Clauser estima uma força de realimentação líquida negativa combinada na faixa de 7-14 W/m 2 por 1°C, consistente com as magnitudes da Tabela 3.

Se assumirmos um feedback negativo global de (10) W/m 2 por 1°C na superfície, no meio da faixa de Clauser, isso seria três vezes maior do que o forçamento radiativo de uma duplicação de CO 2 em céu limpo. de 3 W/m 2 , portanto o aumento da temperatura superficial necessário para compensar o forçamento radiativo implicaria um ECS de apenas 0,3°C. Com este nível de feedback negativo, o intervalo ECS de 1,8°C a 5,6°C utilizado pelo IPCC sobrestima o efeito do CO 2 por um factor entre 6 e 19 vezes.

De forma equivalente, sob esta faixa de feedbacks negativos, a faixa ECS de 1,8°C a 5,6°C implicaria que um aumento no fluxo de calor da superfície entre 18-56 W/m 2 seria necessário para compensar apenas 3 W/m2. m 2 forçamento radiativo na atmosfera. Para onde vai o restante do fluxo de calor? A Primeira Lei da Termodinâmica implica que esta energia não pode desaparecer, e a Segunda Lei da Termodinâmica implica que o calor na atmosfera só pode ser transferido para uma superfície mais fria (isto é, irradiar para o espaço). Os modelos climáticos do IPCC parecem violar a Primeira ou a Segunda Lei da Termodinâmica, possivelmente ambas.

Conclusões

Em conclusão, Clauser argumenta que os mecanismos de feedback negativo no sistema climático da Terra estabilizam as temperaturas contra o aquecimento devido ao aumento da força radiativa. Como corolário, não existe nenhuma crise climática antropogénica de aquecimento global induzida por CO2 . Os feedbacks negativos servem de forma semelhante para estabilizar as temperaturas da superfície contra o resfriamento. Um tal mecanismo termostático que se baseia nas propriedades termodinâmicas da água pode explicar como um planeta rico em água como a Terra tem sido hospitaleiro à vida ao longo da história.

A narrativa climática promulgada pelo IPCC e pelos seus defensores baseia-se em estatísticas deficientes, na escolha errada de dados e num tratamento incompleto dos mecanismos físicos, o que inclui ignorar importantes feedbacks negativos.

Uma análise das reacções negativas implica que o aumento de 50% no CO 2 desde os tempos pré-industriais (280 ppm) até ao nível actual (420 ppm) é plausivelmente a causa de apenas cerca de 0,15°C de aquecimento global.

Uma explicação física dos ciclos históricos de aquecimento e resfriamento observados na Terra e do aquecimento observado desde a década de 1970 tem que olhar para a variabilidade induzida por muitos outros mecanismos naturais discutidos na literatura climática, como ciclos solares, ciclos orbitais/lunares, variabilidade das nuvens. , ciclos oceânicos, vulcões, variabilidade do ozônio, ilhas de calor urbanas e assim por diante. Estes estão além do escopo desta nota.

Dr. Rudolph Kalveks é um executivo aposentado. Seu doutorado foi em física teórica.

S. Manabe e RT Wetherald, Equilíbrio térmico da atmosfera com uma dada distribuição de umidade relativa, J. Atmos. Ciência . 24, 241 (1967). ↩︎

van Wijngaarden, WA e Happer, W., 2020. Dependência da radiação térmica da Terra dos cinco gases de efeito estufa mais abundantes.  Pré-impressão do arXiv arXiv:2006.03098 . ↩︎

Zelinka, MD, Myers, TA, McCoy, DT, Po-Chedley, S., Caldwell, PM, Ceppi, P., Klein, SA e Taylor, KE, 2020. Causas de maior sensibilidade climática em modelos CMIP6.  Cartas de Pesquisa Geofísica ,  47 (1), p.e2019GL085782. ↩︎

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Como as tecnologias quânticas poderão redefinir o futuro da indústria

No cenário atual, o termo "Quântico" permeia o imaginário comum, muitas vezes, como um rótulo para indicar complexidade ou avanço tecnológico. Essa sobrecarga, e às vezes mau uso, surge da intricada natureza da física quântica, gerando um enigma místico em torno de seus conceitos. A complexidade matemática do mundo quântico e a falta de uma compreensão clara de seu potencial impacto ampliam essa aura de mistério. Neste contexto, explorar as tecnologias quânticas revela-se crucial para compreendermos seu impacto na indústria.

Embora pareça que saíram de um filme de ficção científica, as tecnologias quânticas são fascinantes inovações baseadas na mecânica quântica, prontas para moldar nosso mundo real. Com a proximidade do Dia Mundial da Quântica, em 14 de abril, fazemos o seguinte questionamento: como as tecnologias quânticas poderão redefinir o futuro? Desde criptografia até computação, detecção e comunicação, o domínio das tecnologias quânticas promete impulsionar aplicações industriais de maneiras sem precedentes.

Mas, o que são as tecnologias quânticas?

As tecnologias quânticas compõem toda técnica ou ferramenta que usa dos princípios da física quântica em seu funcionamento. Esses princípios são fundamentados no comportamento das partículas que compõem o mundo subatômico, como fótons (partículas de luz) e elétrons (partículas que orbitam ao redor do núcleo dos átomos).

No centro desta tecnologia está a exploração de fenômenos quânticos (a superposição, o emaranhamento e a interferência), os quais abrem possibilidades no processamento e manipulação de informações.

Por exemplo, a grande diferença entre os computadores que conhecemos e os quânticos é o tipo de informação que eles lidam. Enquanto nos computadores convencionais usamos "bits" para representar informações (0 ou 1, ligado ou desligado), nos computadores quânticos usamos "qubits" ou bits quânticos (que podem ser 0, 1 ou um estado intermediário entre os dois, a superposição!), os quais são consideravelmente mais complexos e, portanto, conseguem reter e processar grandes quantidades de informação. Os qubits exploram propriedades da física quântica que são inacessíveis quando lidamos apenas com bits.

Entretanto, devido aos desafios tecnológicos envolvidos na construção de um computador quântico, atualmente esses dispositivos são desenvolvidos e comercializados apenas por grandes empresas.

A principal limitação dos computadores quânticos é a necessidade de resfriamento criogênico, alcançando temperaturas extremamente baixas (próximas a -273 ºC, ou 0K). Isto é necessário pois os fenômenos físicos utilizados para representar qubits são extremamente frágeis, resultando na perda de informação e na acumulação de erros durante a operação computacional.

Impacto das tecnologias quânticas para a indústria

O maior impacto da adoção de tecnologias quânticas na indústria é na revolução nos campos da computação, comunicação e criptografia. Por exemplo, usando os princípios da mecânica quântica busca-se criar redes de comunicação superseguras (enviar mensagens com uma codificação inquebrável é uma das possibilidades). Com isto, seria possível proteger transações financeiras, dados confidenciais do governo e comunicações militares contra ataques cibernéticos.

A nível de computadores quânticos, estes têm o potencial de realizar cálculos muito mais rapidamente do que os computadores tradicionais em certas tarefas específicas. O acesso às propriedades da física quântica muda a forma como um computador quântico opera de uma maneira tão fundamental que torna possível resolver problemas tidos como insolúveis para a computação clássica. Um caso de uso conhecido é simular sistemas complexos de uma forma que os computadores clássicos não conseguem, como, por exemplo, substâncias químicas desenvolvidas pela indústria farmacêutica.

Com base nestas possibilidades empresas como Airbus e BMW já buscam a computação quântica como alternativa para a resolução dos problemas mais complexos de seu setor (clique aqui se desejar saber mais informações).

Na indústria farmacêutica, a empresa Odyssey está usando computação quântica em uma plataforma de descoberta de novos medicamentos. No contexto de simulação de materiais, Volkswagen está buscando novas soluções para baterias (clique aqui e saiba mais).

Outro setor que pode se beneficiar muito da computação quântica é o setor financeiro. Grupos como J.P. Morgan, Goldman Sachs, Wells Fargo e Itaú já possuem planos internos para explorar novas soluções usando computação quântica.

Como o Brasil está se posicionando sobre as tecnologias quânticas

As tecnologias quânticas já começam a avançar no país, inclusive sendo uma das tecnologias estratégicas a nível de governo, visto que se trata, também, de uma questão de soberania nacional.

O SENAI CIMATEC é uma das instituições de PD&I que executam ações relacionadas as tecnologias quânticas. Uma destas ações é o Centro de Competência Embrapii em Tecnologias Quânticas - conhecido também como QuIIN - Quantum Industrial Innovation. Seu foco de atuação se concentra na Comunicação Quântica, especialmente em sistemas de Distribuição Quântica de Chaves em Variáveis Contínuas (CV-QKD).

A outra ação executada pelo SENAI CIMATEC é o Centro Latino-Americano de Computação Quântica (LAQCC), que tem como foco a Computação Quântica. Nesse centro, encontra-se o primeiro e maior simulador de computação quântica da América Latina, chamado Kuatomu (o qual faz parte também do QuIIN).

Esta infraestrutura permite a realização de pesquisas para desenvolver novas soluções para a indústria, incorporando princípios da computação quântica para melhorar seu desempenho e encontrar soluções inovadoras para desafios empresariais.

Além disto, diversas parcerias entre institutos de pesquisa de renome, como o Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), e entidades acadêmicas, como a Sociedade Brasileira de Computação (SBC) e Universidades Federais, estão empenhadas em projetos de pesquisa que exploram novas abordagens quânticas para algoritmos computacionais específicos, como também são realizadas pesquisas que investigam a performance de sistemas de supercondutividade para compreender o funcionamento físico do hardware quântico.

Essas colaborações não apenas impulsionam a pesquisa científica nacional, mas também contribuem para o avanço global no campo da computação quântica.

Tecnologias quânticas redefinindo o futuro

É importante, cada vez mais, desmistificarmos o tema tecnologias quânticas, pois ela já está causando impacto no mundo da tecnologia. As empresas e os governos estão realizando grandes investimentos nesta tecnologia, porque existe um grande potencial de redefinir muitas ações do nosso futuro industrial.

Imagine as tecnologias quânticas como uma nova caixa de ferramentas para cientistas e engenheiros explorarem novas soluções e abrir possibilidades para o futuro da humanidade. Vale a pena acompanhar o tema!

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  Controle quântico desbloqueado Novas pesquisas demonstram controle sobre estados quânticos que poderiam revolucionar a eficiência energética na eletrônica e avançar a computação quântica. Crédito: SciTechDaily.com Pela primeira vez, os cientistas manipulam eletricamente um 'estado de interface quiral' em um material 2D, com promessa de microeletrônica com eficiência energética e Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. Os cientistas obtiveram as primeiras imagens de resolução atômica de um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. O trabalho permite a visualização e controle do fluxo de elétrons em uma classe única de isoladores quânticos. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​de canais de elétrons com promessas de computação quântica eficiente e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro. Avanço em computação quântica e eletrônica Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) obteve as primeiras imagens de resolução atômica e demonstrou o controle elétrico de um estado de interface quiral – um fenômeno quântico exótico que poderia ajudar os pesquisadores a avançar na computação quântica e na eletrônica com eficiência energética. Revelando Estados de Interface Quiral O estado de interface quiral é um canal condutor que permite que os elétrons viajem em apenas uma direção, evitando que sejam espalhados para trás e causando resistência elétrica com desperdício de energia. Os pesquisadores estão trabalhando para compreender melhor as propriedades dos estados de interface quirais em materiais reais, mas visualizar suas características espaciais provou ser excepcionalmente difícil. Mas agora, pela primeira vez, imagens de resolução atômica capturadas por uma equipe de pesquisa do Berkeley Lab e da UC Berkeley visualizaram diretamente um estado de interface quiral. Os pesquisadores também demonstraram a criação sob demanda desses canais condutores livres de resistência em um isolador 2D. Imagem de microscopia de varredura por tunelamento de uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador Hall anômalo quântico feito de grafeno monocamada-bicamada torcido. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Avançando nas aplicações de materiais quânticos Seu trabalho, que foi relatado na revista Física da Naturezafaz parte do esforço mais amplo do Berkeley Lab para avançar na computação quântica e outras aplicações de sistemas de informação quântica, incluindo o design e síntese de materiais quânticos para atender a necessidades tecnológicas urgentes. “Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D em escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los.” – Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais “Experiências anteriores demonstraram que existem estados de interface quirais, mas ninguém nunca os visualizou com uma resolução tão alta. Nosso trabalho mostra pela primeira vez como são esses estados 1D na escala atômica, incluindo como podemos alterá-los – e até mesmo criá-los”, disse o primeiro autor Canxun Zhang, ex-aluno pesquisador da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e do Departamento de Física da UC Berkeley. Ele agora é pesquisador de pós-doutorado na UC Santa Barbara. Técnicas Inovadoras e Aplicações Futuras Estados de interface quirais podem ocorrer em certos tipos de materiais 2D conhecidos como isoladores Hall anômalos quânticos (QAH), que são isolantes em massa, mas conduzem elétrons sem resistência em “bordas” unidimensionais – os limites físicos do material e interfaces com outros materiais.

Para preparar estados de interface quirais, a equipe trabalhou na Fundição Molecular do Berkeley Lab para fabricar um dispositivo chamado monocamada-bicamada torcida. grafeno O grafeno é um alótropo de carbono na forma de uma única camada de átomos em uma rede hexagonal bidimensional na qual um átomo forma cada vértice. É o elemento estrutural básico de outros alótropos de carbono, incluindo grafite, carvão, nanotubos de carbono e fulerenos. Em proporção à sua espessura, é cerca de 100 vezes mais resistente que o aço mais resistente. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">grafenoque é uma pilha de duas camadas atomicamente finas de grafeno giradas precisamente uma em relação à outra, criando uma superrede moiré que exibe o efeito QAH. Imagens de microscopia de varredura por tunelamento mostram uma função de onda de estado de interface quiral (faixa brilhante) em um isolador QAH feito de grafeno monocamada-bicamada torcido em um dispositivo 2D. A interface pode ser movida através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Crédito: Canxun Zhang/Berkeley Lab Em experimentos subsequentes no Departamento de Física da UC Berkeley, os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura (STM) para detectar diferentes estados eletrônicos na amostra, permitindo-lhes visualizar a função de onda do estado da interface quiral. Outros experimentos mostraram que o estado da interface quiral pode ser movido através da amostra modulando a voltagem em um eletrodo de porta colocado abaixo das camadas de grafeno. Numa demonstração final de controle, os pesquisadores mostraram que um pulso de tensão da ponta de uma sonda STM pode “escrever” um estado de interface quiral na amostra, apagá-lo e até mesmo reescrever um novo onde os elétrons fluem na direção oposta. Impacto potencial e pesquisa em andamento As descobertas podem ajudar os pesquisadores a construir redes sintonizáveis ​​​​de canais de elétrons com promessas para microeletrônica com eficiência energética e dispositivos de memória magnética de baixa potência no futuro, e para computação quântica fazendo uso de comportamentos exóticos de elétrons em isoladores QAH. Os pesquisadores pretendem usar sua técnica para estudar física mais exótica em materiais relacionados, como anyons, um novo tipo de quasipartícula que poderia permitir um caminho para a computação quântica. “Nossos resultados fornecem informações que antes não eram possíveis. Ainda há um longo caminho a percorrer, mas este é um bom primeiro passo”, disse Zhang. Referência: “Manipulação de estados de interface quiral em um isolador Hall anômalo quântico moiré” por Canxun Zhang, Tiancong Zhu, Salman Kahn, Tomohiro Soejima, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Alex Zettl, Feng Wang, Michael P. Zaletel e Michael F. Crommie , 13 de março de 2024, Física da Natureza. DOI: 10.1038/s41567-024-02444-w O trabalho foi liderado por Michael Crommie, cientista sênior da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de física na UC Berkeley. Tiancong Zhu, ex-pesquisador de pós-doutorado no grupo Crommie no Berkeley Lab e UC Berkeley, contribuiu como co-autor correspondente e agora é professor de física na Purdue University. A Molecular Foundry é uma instalação de usuário do DOE Office of Science no Berkeley Lab. Este trabalho foi apoiado pelo DOE Office of Science. Financiamento adicional foi fornecido pela National Science Foundation. https://w3b.com.br/controle-quantico-desbloqueado-criacao-de-canais-de-eletrons-livres-de-resistencia/?feed_id=6505&_unique_id=668f0dacdd9d3