Jornal Do Brasilia - Più rapido lo sviluppo delle tecnologie quantistiche grazie ai centri di colore

Accelerare lo sviluppo dei cosiddetti centri di colore quantistici, dei piccoli dispositivi capaci di manipolare la luce e che sono alla base di molte tecnologie quantistiche, dalle comunicazioni ai computer. Sarà possibile grazie a un nuovo metodo informatico ideato dallo studio guidato da Sosuke Iwamoto e pubblicato sulla rivista npj Computational Materials. I centri di colore quantistici sono una sorta di cristalli purissimi al cui centro viene inserita una minuscola impurità, ad esempio un solo atomo di azoto all'interno di un diamante fatto da soli atomi di carbonio. Proprio questa impurità riesce a far concentrare energia in un unico punto che può essere poi emessa sotto forma di luce purissima, ossia con una lunghezza d'onda molto precisa, e che proprio per questo trova molte applicazioni nel settore delle tecnologie quantistiche. Ma al di là di alcuni pochi cristalli di questo tipo già ben noti l'identificazione di nuove soluzioni è piuttosto complicata perché serve fare simulazioni approfondite e per riuscirci serve grande potenza di calcolo. Ora, i ricercatori dell'Università di Osaka hanno superato questo ostacolo con un metodo di previsione che valuta rapidamente i materiali quantistici promettenti senza sacrificare la precisione. Il metodo permette in particolare di determinare rapidamente e con precisione il comportamento di questi centri luce e determinando quanta energia viene persa a causa delle vibrazioni all'interno del cristallo anziché essere emessa sotto forma di luce. "Il nostro framework - ha detto Iwamoto - semplifica drasticamente i calcoli necessari per valutare i processi ottici, rendendo la ricerca molto più gestibile". Un nuovo approccio capace di analizzare una gran varietà di potenziali centri di colore che potrebbe rendere molto più rapida la ricerca di questi dispositivi dal grande potenziale in molte applicazioni come per la trasmissione di singoli fotoni 'ultrapuri' nelle fibre ottiche oppure immagazzinare le informazioni quantistiche sotto forma di qubit di luce, la particolare tipologia di bit usati dai computer quantistici.

E. Carvalho--JDB