Cientistas da SANKEN da Universidade de Osaka demonstraram a leitura de estados multielanãtrons com polarização de spin compostos por três ou quatro elanãtrons em um ponto qua¢ntico semicondutor. Fazendo uso da filtragem de spin causada pelo efeito Hall qua¢ntico, os pesquisadores foram capazes de aprimorar os manãtodos anteriores que são podiam resolver facilmente dois elanãtrons. Este trabalho pode levar a computadores qua¢nticos baseados em estados multielanãtrons de alto spin.

Apesar do aumento quase inimagina¡vel no poder dos computadores nos últimos 75 anos, atémesmo as ma¡quinas mais rápidas disponí­veis hoje funcionam com o mesmo princa­pio ba¡sico da coleção original de tubos de va¡cuo do tamanho de uma sala: a informação ainda éprocessada pelos elanãtrons atravanãs de circuitos baseados em sua carga elanãtrica. No entanto, os fabricantes de computadores estãoatingindo rapidamente o limite de quanto eles podem facilmente obter com carga sozinha, e novos manãtodos, como a computação qua¢ntica , ainda não estãoprontos para substitua­-los. Uma abordagem promissora éutilizar o momento magnético intra­nseco dos elanãtrons, chamado de "spin", mas controlar e medir esses valores tem se mostrado muito desafiador.

Agora, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Osaka mostrou como ler o estado de spin de vários elanãtrons confinados a um minaºsculo ponto qua¢ntico fabricado de ga¡lio e arsaªnico. Os pontos qua¢nticos agem como a¡tomos artificiais com propriedades que podem ser ajustadas por cientistas alterando seu tamanho ou composição. No entanto, as lacunas nos na­veis de energia geralmente se tornam menores e mais difa­ceis de resolver a  medida que o número de elanãtrons aprisionados aumenta.

Para superar isso, a equipe aproveitou um fena´meno chamado efeito Hall qua¢ntico. Quando os elanãtrons estãoconfinados a duasDimensões e sujeitos a um forte campo magnanãtico, seus estados tornam-se quantizados, de modo que seus na­veis de energia são podem assumir determinados valores específicos. "Os manãtodos anteriores de leitura de spin são podiam lidar com um ou dois elanãtrons, mas usando o efeito Hall qua¢ntico, fomos capazes de resolver atéquatro elanãtrons com polarização de spin", disse o primeiro autor Haruki Kiyama. Para evitar distúrbios de flutuações tanãrmicas, os experimentos foram realizados em temperaturas extremamente baixas, em torno de 80 milikelvin. "Esta técnica de leitura pode abrir caminho para dispositivos de processamento de informações qua¢nticas baseados em spin mais rápidos e de maior capacidade com estados de spin multielanãtrons", disse o autor saªnior Akira Oiwa.