Transístor de luz para computação quântica trabalha com um único fóton

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/05/2021

Esta ilustração mostra a junção Josephson, que pode detectar um único fóton de luz.
[Imagem: Raytheon BBN Technologies]

Fótons individuais

Pesquisadores desenvolveram um novo modo de detectar fótons individuais, que já são essenciais em incontáveis tecnologias, incluindo a fotônica, a spintrônica e, sobretudo, a computação quântica.

Evan Walsh e seus colegas usaram grafeno para criar um componente, conhecido como junção Josephson, que apresentou uma sensibilidade 100.000 vezes maior do que o melhor dispositivo similar construído até hoje.

"Uma junção Josephson na computação quântica é análoga a um transístor para a eletrônica moderna, então eles são superimportantes," disse o professor Kin Fong, da Universidade de Harvard, nos EUA. "Nosso novo componente permite que esta unidade básica em computação quântica se comunique por meio de apenas um fóton. Isso melhorará a velocidade da comunicação e pode tornar possível [a construção de] sensores e de redes quânticas."

Detectar fótons individuais é importante porque contorna talvez o maior dos gargalos das novas tecnologias quânticas, o ruído, que faz com que os qubits percam dados, os sensores percam sensibilidade etc.

"Nós demonstramos detecção de fótons únicos no infravermelho próximo (NIR) com junções Josephson polarizadas por corrente. Ao acoplar fótons a uma junção Josephson de proximidade lateral usando plásmons de superfície localizados, podemos medir o chaveamento da junção Josephson induzido por um único fóton como uma função da corrente, da temperatura, da taxa de fótons e da polarização," detalhou a equipe.

Esquema de funcionamento e foto do componente real.
[Imagem: Evan D. Walsh et al. - 10.1126/science.abf5539]

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