Uma simples torção em um material com espessura de apenas alguns átomos pode ajudar a resolver um dos desafios das futuras tecnologias quânticas.

Pesquisadores descobriram que girar camadas de nitreto de boro hexagonal permite alterar de forma significativa a luz emitida por componentes quânticos microscópicos, ampliando o controle sobre dispositivos que poderão ser usados em computadores quânticos, comunicações seguras e sensores de alta precisão.

O estudo foi conduzido por pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Sydney e publicado na revista científica Science Advances no último dia 19 de junho.

O que os cientistas descobriram

Os emissores quânticos são fontes microscópicas de luz consideradas importantes para diversas tecnologias quânticas em desenvolvimento. No novo estudo, os pesquisadores demonstraram que é possível controlar essas fontes de luz simplesmente ajustando o ângulo entre camadas extremamente finas de nitreto de boro hexagonal, um material formado por folhas com espessura de apenas alguns átomos.

Durante os experimentos, a equipe observou que a torção das camadas alterava significativamente características da luz emitida, incluindo sua cor e seu comprimento de onda.

Segundo os autores, a magnitude dessas mudanças foi maior do que o esperado, ampliando as possibilidades de controle desses sistemas.

Como a torção altera a luz quântica

Grande parte das pesquisas com materiais quânticos utiliza estruturas montadas com um único ângulo de torção fixo.

Neste trabalho, os cientistas adotaram uma abordagem diferente. Eles conseguiram separar, girar e remontar repetidamente as camadas do material, modificando continuamente suas propriedades.

De acordo com os pesquisadores, essa flexibilidade permite ajustar os emissores quânticos de maneira mais ampla do que ocorre em materiais tradicionalmente utilizados nesse tipo de pesquisa, como diamante e carbeto de silício.

A técnica aproveita uma característica única do nitreto de boro hexagonal: sua estrutura em camadas extremamente finas, que podem ser reorganizadas sem perder suas propriedades fundamentais.

Por que o nitreto de boro hexagonal chama atenção?

Os pesquisadores explicam que a estrutura do material facilita manipulações que seriam impossíveis em materiais sólidos convencionais. Como o nitreto de boro hexagonal é composto por várias camadas empilhadas, os cientistas conseguem separar essas folhas e reorganizá-las em diferentes ângulos.

Essa característica transforma o material em uma plataforma altamente versátil para investigar fenômenos quânticos e desenvolver novos componentes para tecnologias avançadas.

Segundo os autores, a própria capacidade de torcer e reorganizar as camadas pode revelar comportamentos físicos que não aparecem quando o material é analisado em sua forma convencional.

O impacto para os computadores quânticos

Uma das principais dificuldades da computação quântica é controlar com precisão os componentes responsáveis pelo armazenamento, processamento e transmissão de informações quânticas.

Os resultados sugerem que a manipulação das camadas do nitreto de boro hexagonal pode oferecer uma nova ferramenta para ajustar emissores quânticos, aproximando esses dispositivos de aplicações práticas.

Embora a tecnologia ainda esteja em estágio de pesquisa, os autores afirmam que avanços desse tipo ajudam a resolver desafios fundamentais para a construção de computadores quânticos mais eficientes.

Como a descoberta pode influenciar tecnologias futuras

Além da computação quântica, os pesquisadores destacam possíveis aplicações em áreas como comunicação quântica e sensoriamento quântico. Essas tecnologias prometem oferecer sistemas de comunicação mais seguros e sensores capazes de realizar medições extremamente precisas.

Segundo os cientistas, a capacidade de controlar emissores quânticos por meio da simples torção de materiais em camadas representa uma nova estratégia para desenvolver componentes mais versáteis e eficientes.

Para os autores, o trabalho demonstra como pequenas alterações na estrutura de materiais ultrafinos podem produzir efeitos significativos, abrindo novas possibilidades para o avanço das tecnologias quânticas nas próximas décadas.