Informação e tecnologia quântica molecular

Embora mecânica quântica seja quase que trivialmente usada para descrever a estrutura eletrônica de moleculas e até processos biológicos de transferência de carga e energia, a construção de novos dispositivos tecnológicos baseados em informação quântica é uma nova e excitante fronteira de pesquisa que pretendemos explorar no laboratório usando síntese bioquímica e propriedades de spin de metais de transição. Vejam abaixo algumas referências informa/inspiradoras:

  • Papo de físico: Talvez o melhor livro para introdução aos fenômenos associados à informação quântica é The Quantum Challenge do George Greenstein e Arthur Zajonc. Tenho uma cópia em minha sala se alguém estiver interessado. Além de apresesentar (ou revisar) conceitos de mecânica quântica até computação quântica de forma bastante didática, há um apêndice sugerindo como montar experimentos quânticos simples, que deixam com vontade de debruçar numa bancada!
  • Curso introdutório recente (2018) sobre computação quântica no IFT-ICTP (aqui em SP). Veja os slides na aba “Files”. Revisão de 1998 com princípios básicos. Aulas online do John Preskill, um dos pioneiros da área, para curso de Quantum Computation em Caltech, EUA;
  • Daqui pra baixo já é papo de físico-químico: Podemos aplicar computadores quânticos (pelo menos a sua lógica, já que os primeiros hardwares ainda são desenvolvidos) para cálculos de química quântica. Esta revisão mostra como cálculos moleculares como HF, CC, etc podem ser realizados. A biblioteca OpenFermion é usada para interfaciar problemas (e programas como o PySCF) da química quântica com algoritmos e computadores quânticos.
  • O fenômeno da teleportação quântica foi recentemente observado em moléculas fotoativadas. Seria possível construir um dispositivo semelhante com metaloproteínas? Como podemos simular estes processos?
  • Esta revisão mostra como dispositivos moleculares podem ser sintetizados e testados em busca de propriedades como emaranhamento e lenta decorrelação, e para construções ou realizações de bits quânticos (qubits).
  • Elegante artigo do sambista e nobelista Roald Hoffmann mostra como conceitos simples em química orgânica e estrutura eletrônica podem explicar um comportamento complexo de intereferência na condutância molecular. A linguagem e a organização do artigo também são bastante peculiares e uma assinatura do autor.

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