Estados de itérbio de longa duração podem aprimorar a computação quântica e os relógios atômicos

Pesquisadores da Universidade de Amsterdã e da Universidade de Nova Gales do Sul responderam a uma questão que existe há décadas: se os íons do metal itérbio podem entrar em certos estados de vida longa e quase estáveis ​​e, em caso afirmativo, por quanto tempo. A vida útil do estado metaestável é medida registrando o tempo em que o íon escuro começa a fluorescer novamente.

A longa e quase estáveis ​​e, em caso afirmativo, por quanto tempo. Pesquisadores da Universidade de Amsterdã e da Universidade de Nova Gales do Sul descobriram agora que o íon itérbio (Yb⁺), um dos principais candidatos para ambas as tecnologias, pode permanecer em estados anteriormente inexplorados por períodos surpreendentemente longos.

Desta forma, a equipe mediu sinais de decaimento correspondentes a tempos de vida de cerca de 1 segundo e 10 segundos e encontrou evidências de um estado com tempo de vida superior a 30 segundos. O estudante Zeger Ackerman, primeiro autor da publicação, explica: “Para tornar as medições possíveis, não prendemos apenas um único íon, mas na verdade prendemos dois íons juntos.

Os pesquisadores estão particularmente entusiasmados com o estado com vida útil de 1 segundo. A vida útil de 1 segundo e a força prevista da transição sugerem que ela poderia ser usada para melhorar significativamente a detecção de estados de bits quânticos (qubits) e seus análogos generalizados (os chamados qudits) em íons de itérbio.

Quando se trata deste estado específico, a pesquisa responde a uma pergunta de 35 anos dos físicos teóricos Fawcett e Wilson, que previram uma vida útil de 5, 2 segundos para o mesmo estado e pediram confirmação experimental. Ackerman et al, Estados metaestáveis ​​de longa duração na configuração 4𝑓 13 5𝑑6𝑠 de Yb +, Physical Review A (2026).

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