Em um estudo publicado na Nature Communications, a equipe liderada pelo professor Yang Kai, do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, e pelo professor Joaquín Fernández-Rossier, do Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia, alcançou pela primeira vez o controle elétrico total da interferência quântica de spins de átomos individuais na superfície. A pesquisa utilizou microscopia de tunelamento por varredura com ressonância de spin eletrônico (ESR-STM) e desenvolveu um método que emprega campos elétricos intensos para ajustar a interação restrita entre o átomo e a ponta do instrumento, conseguindo induzir interferência quântica Landau-Zener-Stückelberg-Majorana (LZSM) em spins de átomos individuais e acoplados sobre filmes isolantes.

Nos experimentos, a equipe conduziu rapidamente os estados de spin por caminhos de anti-cruzamento, observando padrões de interferência característicos de ressonâncias multiphoton e torques de transferência de spin. Em sistemas de spins acoplados, os espectros LZSM multinível exibiram interferência dependente do complexo panorama de energia multi-corpo. Este mecanismo supera a dependência tradicional de campos magnéticos ou micro-ondas no controle quântico, oferecendo uma solução totalmente elétrica para o manejo preciso de spins em arquiteturas quânticas em nível atômico.

O professor Yang Kai afirmou: “O controle totalmente elétrico elimina a necessidade de campos eletromagnéticos complexos, aumentando significativamente a escalabilidade de sistemas quânticos em nível atômico.” Os dados experimentais mostram que, ao ajustar a intensidade e a direção do campo elétrico, é possível controlar em tempo real a força do acoplamento de spins e os padrões de interferência, fornecendo suporte técnico crucial para operações colaborativas de múltiplos qubits em futuras aplicações de computação quântica.