Ímãs feitos de qubits: cientistas mostraram uma conexão quântica entre dois minúsculos ímãs

O magnetismo já desempenhou seu papel em grandes descobertas que mudaram nossa sociedade. Discos rígidos, ressonâncias magnéticas e muito mais, a lista continua. Uma nova descoberta mostra que o magnetismo é capaz de manifestar até fenômenos quânticos em nosso mundo. Portanto, não se pode descartar que os computadores quânticos também sejam incluídos na lista de conquistas baseadas em interações magnéticas.

Fonte da imagem: Laboratório Nacional Yi Li/Argonne

Em um novo estudo, cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA conseguiram uma conexão quântica de longo prazo – coerência – entre duas minúsculas esferas magnéticas. No experimento, foi demonstrado que dois macro-objetos demonstraram o estado de emaranhamento quântico, quando a troca de interações entre eles ocorreu instantaneamente.

Para demonstrar o efeito de acoplamento, os cientistas criaram um circuito supercondutor que atuava como um ressonador. Duas pequenas esferas magnéticas de granada de ítrio e ferro (YIG) com espaçamento de 1 cm foram colocadas no circuito. As esferas foram separadas umas das outras por uma distância aproximadamente igual a 30 diâmetros. O circuito supercondutor (ressonador) fornecia fortes interações entre as esferas e servia como uma espécie de linha de comunicação entre as esferas magnéticas.

A escolha da granada de ítrio e ferro deveu-se ao fato deste mineral sintético suportar a excitação de quase-partículas chamadas magnons. Essas excitações ocorrem quando uma corrente elétrica gera um campo magnético. A conexão entre magnons em ambas as esferas, criada no experimento, tinha apenas o caráter de uma interação quântica e foi mantida por tempo suficiente para dar esperança para o surgimento de qubits no futuro com base na solução proposta.

«O acoplamento remoto de magnons é o primeiro passo ou quase um pré-requisito para fazer trabalho quântico com sistemas magnéticos, disse Valentin Novosad, pesquisador sênior do Laboratório Nacional de Argonne, autor do estudo. “Estamos demonstrando a capacidade desses magnões de se comunicar instantaneamente uns com os outros à distância.”