“O emaranhamento de prótons foi observado anteriormente no hidrogênio molecular e desempenha um papel importante em uma variedade de disciplinas científicas”, disse o professor Takahiro Matsumoto. “No entanto, o estado emaranhado foi encontrado apenas nas fases gasosa ou líquida. Agora, detectamos o emaranhamento quântico em uma superfície sólida, que pode estabelecer as bases para futuras tecnologias quânticas. ”
Os estados emaranhados foram detectados usando a dinâmica vibracional de superfície do silício nano-cristalino com espectroscopia de espalhamento de nêutrons inelástica.
Comparado ao emaranhamento de prótons no hidrogênio molecular, o emaranhamento tem uma “diferença massiva de energia” entre seus estados, de acordo com a universidade, sugerindo vida longa e estabilidade - necessária para qubits utilizáveis. A estabilidade é tal, que a equipe está falando de computadores com um milhão de qubits, compare com ~ 100 hoje, bem como teletransporte de átomo (H1 → H4 em diagrama).
A diferença relatada entre o estado fundamental do spin singlet e o estado excitado do tripleto de spin é 113meV.
“Isso pode ser uma virada de jogo na computação quântica no que diz respeito ao armazenamento, processamento e transferência de dados”, disse Matsumoto.
A equipe passou a modelar uma transição teórica em cascata de pares de fótons emaranhados em terahertz usando o emaranhamento de prótons.
A Nagoya City University trabalhou com a Chuo University, a Japan Atomic Energy Agency e a Japanese High Energy Accelerator Research Organization (KEK).
O trabalho é descrito em 'Emaranhamento de prótons quânticos em uma superfície de silício nanocristalino', publicado na Physical Review B (pagamento necessário para acessar o artigo completo).