Diodo para fótons individuais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/12/2015

Neste diodo óptico, apenas um fóton consegue passar de cada vez, e sempre num único sentido.
[Imagem: J. Volz/Vienna Univ. of Technology]

Diodo óptico

Rumo à computação fotônica - processadores que funcionam com luz - e à computação quântica, está sendo necessário recriar os componentes dos circuitos lógicos capazes de lidar não com elétrons, mas com fótons.

Um dos componentes fotônicos mais pesquisadores é o diodo, que deixa a luz passar apenas em uma direção, nunca retornando.

Clément Sayrin, da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria, deu um passo largo nesse sentido, tão largo que já lida diretamente com as necessidades dos processadores quânticos.

Enquanto nos processadores fotônicos basta criar uma via de mão-única para feixes de luz, na computação quântica é essencial trabalhar com fótons individuais, já que eles funcionam como qubits.

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Diodo para fótons individuais

Sayrin então criou um diodo para fótons individuais, um componente fotônico que permite que os fótons passem um de cada vez em uma fibra óptica, sempre num único sentido, nunca retornando, exatamente como os diodos eletrônicos fazem com a corrente elétrica nos circuitos atuais.

A luz que tenta viajar na contramão é praticamente toda absorvida por um aglomerado de átomos superfrios, armazenados cuidadosamente em um dos lados da fibra óptica, enquanto os fótons que viajam na direção correta fluem livremente.

Para tornar seu componente prático, contudo, a equipe austríaca precisará agora substituir seu conjunto de átomos absorvedores por algum material de estado sólido, e fazer tudo funcionar a temperatura ambiente.

Várias abordagens têm sido usadas para a construção de diodos ópticos, com participação importante de físicos brasileiros. Uma dessas possibilidades, por exemplo, usa uma espécie de magnetismo sintético para controlar a direção da luz.

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