No laboratório da Universidade de Estugarda, átomos que em estado normal não ultrapassam as dimensões de um grão de poeira tornaram-se subitamente gigantes. As suas órbitas eletrónicas atingiram um diâmetro de 1,1 micrómetros — dez mil vezes maior do que o dos átomos comuns. Foram precisamente esses átomos de Rydberg «inchados» que permitiram aos físicos bater simultaneamente três recordes mundiais.
A chave do sucesso está na transição para estados circulares de Rydberg à temperatura ambiente. Antes, para proteção contra a radiação térmica, era necessário arrefecimento com hélio líquido. A equipa liderada pelo professor Tilman Pfau e pelo doutor Florian Meinert blindou os átomos contra a radiação de corpo negro e alcançou um tempo de vida de 11 milissegundos — vinte vezes superior aos resultados anteriores. Ao mesmo tempo, registaram um tempo de armazenamento recorde em pinças óticas — 133 milissegundos.
Os átomos de Rydberg interagem a uma distância de cinco micrómetros — uma distância enorme à escala atómica. Isto permite organizá-los em matrizes ordenadas e controlar com precisão a interação, o que é crucial para os simuladores quânticos. Os átomos neutros em pinças óticas são já considerados uma das plataformas mais promissoras para dispositivos quânticos escaláveis.
O feito é importante não só para a ciência fundamental. Um longo tempo de armazenamento da informação quântica reduz a probabilidade de erros nos cálculos, e o funcionamento à temperatura ambiente elimina a principal barreira no caminho para a aplicação prática. Os investigadores observam que o seu método se baseia numa ideia física dos anos 1980, mas adaptada às plataformas quânticas modernas.
Nos próximos anos, o grupo planeia criar, com base nisto, simuladores quânticos, computadores e sensores de alta precisão mais potentes. A publicação na Nature Communications confirma: os três recordes não são uma casualidade, mas um avanço sistémico que aproxima a era das tecnologias quânticas fiáveis.
