Se Changhao Li traçasse as origens de seu amor pela natureza, ele apontaria para a anãpoca em que tinha 9 anos, observando o canãu noturno de sua casa de infa¢ncia na pequena cidade de Jinan, na China. “Naquele momento eu senti que a natureza étão bonita, eu são queria sair da Terra, ir para a lua ou mesmo para Marte”, lembra Li.

Esse sonho de infa¢ncia semeou seu amor pela física, que ele perseguiu no ensino fundamental e manãdio e, eventualmente, na Universidade de Xi'an Jiaotong, na China.

A paixa£o de Li pelos canãus desde então assumiu uma forma mais terrestre e microsca³pica: traduziu-se em um amor pela física qua¢ntica. Li éum doutorando do quinto ano no Departamento de Ciência e Engenharia Nuclear (NSE) e pesquisa ciência da informação qua¢ntica, incluindo sensoriamento qua¢ntico e computação, com a professora Paola Cappellaro .

A tese principal que impulsiona a ciência da informação qua¢ntica éque alterar o estado de um material em umnívelsubata´mico pode causar um impacto significativo em escalas muito maiores. A computação qua¢ntica, por exemplo, depende demudanças ma­nimas nas propriedades do material para armazenar e processar mais informações do que um simples modo bina¡rio cla¡ssico poderia.

A unidade ba¡sica de informação na computação qua¢ntica, equivalente a um bit nos computadores cla¡ssicos, échamada de qubit. Explorar defeitos em estruturas de materiais éuma maneira de fabricar esses qubits.

Um aspecto da pesquisa de Li se concentra em defeitos em diamantes muito pequenos, alguns dos quais na escala nanomanãtrica. Os experimentos envolvem a introdução de um defeito em escala atômica, conhecido como centros de vaca¢ncia de nitrogaªnio, nesses diamantes, e submeter os defeitos a perturbações extremamente pequenas, usando microondas ou lasers, para criar e controlar estados qua¢nticos.

Um dos projetos de Li mede a fluorescaªncia emitida por um diamante perturbado para nos dar mais informações sobre o esta­mulo externo. Assim como vocêmediria a temperatura de um forno para medir o quanto quente ele esta¡, medir a fluorescaªncia emitida por um diamante defeituoso pode nos dizer o que estãosentindo e em quanto. Por exemplo,  um sensor que pode detectar atéalgumas centenas de vertentes do va­rus SARS-CoV-2 que causa o Covid-19 éuma das aplicações que Li estãoexplorando com seus colegas.

Em  Physical Review Letters , Li  publicou  descobertas de outro projeto de pesquisa que avalia a simetria de sistemas qua¢nticos. Para explorar as propriedades dos sistemas qua¢nticos, precisamos entender como os estados qua¢nticos se comportam ao longo do tempo e suas simetrias são importantes. “A engenharia de um sistema com a simetria desejada éuma tarefa não trivial”, diz Li. “As propriedades qua¢nticas são muito insta¡veis ​​porque podem interagir com o meio ambiente. Precisamos de uma vida útil muito boa para nossos qubits, e aqui desenvolvemos um manãtodo para controlar e caracterizar esse sistema.” Ainda outro foco de pesquisa, cujas descobertas sera£o publicadas em breve, concentra-se na simulação de um campo de medidor tensor usando defeitos em diamantes, que estãorelacionado com a ciência fundamental.

Li diz que a compreensão da informação qua¢ntica éprincipalmente sobre o estudo da ciência ba¡sica. “Os princa­pios ba¡sicos deste mundo são belos e podem explicar muitos fena´menos interessantes”, ressalta. “Isso me permite explorar o universo, entender como a natureza funciona”, acrescenta Li.

A paixa£o por entender como a natureza funciona, seja na escala das estrelas ou de uma pequena unidade qua¢ntica, galvanizou o interesse de Li pela física desde criana§a.

Seus pais incentivaram seu amor pela física e um professor do ensino manãdio o ensinou a pensar criticamente, a identificar erros em seus livros e não engolir informações como verdades. “Vocaª precisa fazer experimentos simples para descobrir a verdade por si mesmo”, foi a lição que Li aprendeu no ensino manãdio.

Com essa lição guardada em segurança, Li achou o ensino manãdio um pouco mais desafiador e inicialmente colocado no meio dos quase 1.000 alunos. Mas o trabalho duro e o aprendizado com os outros o levaram ao topo.

Colocando-se no topo de sua classe no ensino fundamental e manãdio, Li passou a estudar física na Universidade Xi'an Jiaotong, cerca de 600 milhas a oeste de Pequim. Era sua primeira vez fora de casa e ele descobriu que sua escolaridade precisava de um impulso em tópicos como a¡lgebra linear. Mais uma vez, o trabalho a¡rduo valeu a pena e Li se formou como o melhor da turma.

A universidade deu a Li a capacidade de estudar nos Estados Unidos durante parte de seu segundo e terceiro anos de faculdade. Por meio de programas de interca¢mbio, Li frequentou a Universidade de Notre Dame por dois meses de pesquisa de vera£o em 2015 e frequentou a Universidade da Califórnia em Berkeley, durante 2016, seu primeiro ano. As viagens reforçaram uma das frases favoritas de Li: “O homem que viaja para longe, sabe mais”.

Notre Dame foi a primeira vez de Li no exterior - ele se lembra de ter tentado se acostumar com hambaºrgueres e batatas fritas, um afastamento radical da comida tradicional chinesa que ele adora.

Foi a pesquisa em Berkeley osele se lembra com carinho da biblioteca da universidade e dos refeita³rios osque cimentou seu amor pela física qua¢ntica. Quando voltou para a China, sabia que queria cursar a pós-graduação e fazer pesquisas na área. O NSE do MIT acenou como uma chance de “trabalhar com as pessoas mais brilhantes do mundo”, diz Li. Cappellaro ésua inspiração os“ela me ensinou a pensar em pesquisa, sou muito grato”, diz ele.

O tempo livre encontra Li reaprendendo a culina¡ria chinesa osseus pais ajudam com dicas ose jogando jogos para celular como “Arena of Valor” com os amigos. Aprender a tocar viola£o tem sido seu hobby pandaªmico.

Seu amor fundamental pela natureza e por aprender como as coisas funcionam continuam a inspirar Li. “Estou focando nas coisas mais a­nfimas e hálgo realmente maravilhoso la¡. a‰ sobre a natureza também, certo? Se vocêaprender sobre como essa pequena coisa funciona, talvez também possa aprender como as coisas maiores funcionam”, diz Li.