O Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) aprovou o Projeto de “Pesquisa e Desenvolvimento em Computação Quântica” relativo à Chamada CNPq/MCTI/SEMPI Nº 26/2022, coordenada pelo Laboratório de Crescimento e Nanofabricação (IFSC/USP) através do pesquisador Prof. Euclydes Marega Junior, em parceria com o Laboratório de Semicondutores do Departamento de Física da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), liderado pelo Prof. Marcio Daldin Teodoro.
Esta proposta tem o objetivo principal de produzir amostras de pontos quânticos semicondutores individuais de InAs em substratos de GaAs através da técnica de Epitaxia por feixes molecurares (MBE).
Além da individualização dos pontos, estes serão inseridos em cavidades fotônicas e estruturas plasmônicas, o que permitirá que se atinjam regimes de forte acoplamento da interação da luz-matéria, fator necessário para a criação de fontes emissoras de fótons únicos que podem ser utilizadas para o desenvolvimento de tecnologias de informação quântica.
Resumidamente, o foco deste projeto é produzir pontos quânticos de forma a que os pesquisadores possam isolar apenas um deles e, a partir desse ponto quântico, poder controlar a emissão de fótons, fazendo com que ele se transforme em um emissor de informação quântica. “Podemos controlar esse fóton colocando-o perto de uma cavidade plasmônica – ou uma nano-antena. Dessa forma, poderemos mostrar que é possível controlar pontos quânticos usando nano-antenas, sendo que esses pontos quânticos poderão ser utilizados, do ponto de vista quântico, para a emissão de informação criptografada. Embora já existam conceitos que compreendem esses pontos quânticos colocados dentro de uma cavidade fotônica, o que nós pretendemos é construir uma cavidade plasmônica”, explica Marega Junior.
Prof. Euclydes Marega Junior
Mas, qual é a diferença entre uma cavidade fotônica e uma plasmônica? De fato, segundo explica o pesquisador do IFSC/USP, no caso da cavidade fotônica existe a necessidade de fazer com que o ponto quântico fique dentro dela, num conjunto de espelhos. No caso da cavidade plasmônica é como se você colocasse a estrutura ao lado do ponto quântico. “Dessa forma, podemos trocar informação mexendo no estado quântico desse ponto através dessa nano-antena, ou seja, através de uma informação apenas óptica, só com luz”, conclui o pesquisador.
Este projeto teve em consideração a experiência e a infraestrutura existente no Laboratório de Crescimento e Nanofabricação do IFSC/USP, principalmente aquela que é necessária para o crescimento epitaxial de semicondutores, processamento e caracterização através de micro-fotoluminescência, bem como a individualização destas fontes.
Por outro lado, a parceria com o Laboratório de Semicondutores do Departamento de Física UFSCar mostrou-se ideal para esta pesquisa, atendendo a que ele possui a infraestrutura necessária para caracterização óptica das nanoestruturas através de técnicas de espectroscopia resolvida no tempo e com análise de polarização em campo magnético.
Esta pesquisa irá proporcionar que estudantes de graduação e pós-graduação tenham contato direto com o estado da arte da tecnologia de informação quântica experimental, sendo que todos as etapas desta proposta poderão ser desenvolvidas nos laboratórios da USP e UFSCar.
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
