Uma falha com um toque quântico

Supõe-se que os diamantes sejam perfeitos. Mas quando se trata de computação quântica, uma pequena imperfeição pode, na verdade, ser uma coisa boa. Como Galileu disse uma vez, “o universo é um grande livro aberto diante de nós”. E às vezes, há mais em um cristal bonito do que os olhos podem ver — um pequeno defeito pode ser transformado em uma ferramenta para processar informações quânticas.

A computação quântica utiliza qubits, ao contrário dos computadores convencionais, que utilizam bits que estão ligados ou desligados. Os qubits podem existir em superposições, permitindo que os sistemas quânticos processem informações de maneiras que os computadores clássicos não conseguem.

Vários sistemas físicos estão sendo estudados para a construção de qubits, incluindo circuitos supercondutores, íons aprisionados, dispositivos semicondutores e defeitos em diamante. Uma abordagem particularmente interessante utiliza centros de nitrogênio-vacância (NV).

O diamante é feito inteiramente de átomos de carbono, cada um ligado a quatro vizinhos em uma estrutura tetraédrica. Um centro NV é um pequeno defeito criado quando um átomo de carbono é substituído por nitrogênio e uma posição adjacente é deixada vazia. Esta vacância, juntamente com o átomo de nitrogênio, forma o centro nitrogênio-vacância. A forma NV-menos carregada negativamente é particularmente útil para tecnologias quânticas.