Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, descobriram um novo tipo robusto de qubit em silício, chamado Centro CN, conforme relatado recentemente na revista Physical Review B. Esta descoberta promete fornecer blocos de construção quânticos mais fáceis de fabricar e estáveis para tecnologias quânticas.
Os qubits podem ser baseados em defeitos em nível atômico em cristais. Pesquisas anteriores focaram nos Centros T no silício, compostos por átomos de carbono e hidrogênio, que podem emitir luz na banda de telecomunicações – luz que pode ser transmitida com baixa perda em fibras ópticas. No entanto, a presença de hidrogênio no Centro T torna sua estrutura frágil e sensível às condições de fabricação; os átomos de hidrogênio são móveis e difíceis de controlar no cristal, apresentando desafios para a fabricação reprodutível de dispositivos.
No novo estudo, o grupo de pesquisa de materiais computacionais liderado pelo professor Chris Van de Walle descobriu uma alternativa: o Centro CN, composto por átomos de carbono e nitrogênio. "Diferente do Centro T, este defeito não contém hidrogênio, portanto será mais estável e mais fácil de realizar em dispositivos práticos", disse o investigador principal do projeto e pesquisador de pós-doutorado, Kevin Nangoi. A equipe utilizou métodos avançados de simulação computacional de primeiros princípios para modelar o defeito na escala atômica.
Mark Turiansky, membro da equipe de pesquisa e atualmente pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA, observou: "Nossos resultados mostram que o Centro CN replica as propriedades eletrônicas e ópticas-chave que tornam o Centro T atraente para aplicações quânticas; o centro é estruturalmente estável e capaz de produzir luz na banda de telecomunicações." A descoberta de um emissor de luz quântica em comprimento de onda de telecomunicações sem hidrogênio no silício é um passo importante para preencher a lacuna entre a ciência quântica e tecnologias escaláveis.
Van de Walle vislumbrou: "Se confirmado experimentalmente, o Centro CN poderia servir como um novo bloco de construção prático para dispositivos quânticos, potencialmente acelerando o desenvolvimento de tecnologias quânticas avançadas, ao mesmo tempo em que utiliza o mesmo material de silício usado na eletrônica atual." A pesquisa recebeu financiamento do Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA, programa de Ciências Básicas de Energia.
Detalhes da Publicação: Autores: JK Nangoi et al., Título: "O Complexo Carbono-Nitrogênio como uma Alternativa ao Centro T no Silício", Publicado em: Physical Review B (2026). Informações do Periódico: Physical Review B, arXiv
