Jairo Velasco Jr., profesor asociado de física en UC Santa Cruz, recibirá 1.25 millones de dólares durante los próximos cinco años de parte de la Fundación Gordon y Betty Moore para avanzar en su investigación en física experimental y ciencia de la información cuántica.
Velasco estudia las nuevas propiedades físicas de materiales atómicamente delgados conocidos como materiales bidimensionales (2D). Los defectos o imperfecciones en la estructura atómica de los materiales 2D tienen propiedades que son potencialmente útiles para el desarrollo de tecnologías de la información cuántica, como las computadoras cuánticas, que codifican la información como bits cuánticos (qubits). Una vía prometedora para crear cubits es a través de la manipulación del espín, una propiedad cuántica intrínseca de los electrones y otras partículas que hace que actúen como pequeños imanes.
“Los giros alojados por defectos puntuales en materiales 2D son una plataforma prometedora para el futuro hardware de procesamiento de información cuántica, que opera bajo principios distintos en comparación con nuestra tecnología existente”, dijo Velasco. “Mejorar la comprensión fundamental de esta plataforma potencial puede habilitar nuevas computadoras y sensores con una velocidad, sensibilidad y funcionalidades sin precedentes”.
En trabajos anteriores, el laboratorio de Velasco ha realizado contribuciones importantes en la caracterización de estados cuánticos en materiales 2D, incluida la primera visualización directa de puntos cuánticos en grafeno bicapa.
La financiación de la Fundación Moore permitirá a Velasco ampliar su investigación sobre sistemas cuánticos para caracterizar sus propiedades dinámicas. En particular, quiere medir la vida útil de los estados cuánticos (el tiempo de relajación y de coherencia del espín) albergados por defectos puntuales. Utilizando herramientas flexibles de última generación con resolución espacial a escala atómica y alta precisión energética, el laboratorio de Velasco trabajará para determinar la identidad de defectos individuales en materiales 2D y para caracterizar su dinámica de giro.
“Este es un conocimiento crucial para avanzar en la viabilidad de los defectos puntuales 2D como una futura plataforma de procesamiento de información cuántica”, dijo. “Es una nueva dirección para mi laboratorio y estoy muy emocionado de comenzar a probar la dinámica de estos sistemas”.
El nuevo financiamiento también respaldará las actividades educativas de Velasco, incluidos los estudiantes de pregrado y posgrado que trabajan en su laboratorio, así como su trabajo con estudiantes de secundaria a través de programas como COSMOS y SIP.
“Este es un buen momento para que los estudiantes se involucren en la ciencia de la información cuántica”, dijo Velasco. “Aprenderán mucha ciencia fundamental, así como habilidades y capacitación que los posicionarán para el empleo en este campo emergente”.
Velasco, de origen colombiano, sus padres son de aquí pero él viajó muy niño al país del norte, es uno de los 16 físicos experimentales estadounidenses que reciben apoyo a través de la Iniciativa de Investigadores de Física Experimental de la Fundación Moore. Estos premios brindan una oportunidad para que científicos destacados realicen investigaciones transformadoras durante un momento crítico en sus carreras inmediatamente después de obtener la tenencia.
“La amplitud y la audacia científica de los experimentos propuestos por estos individuos es asombrosa e inspiradora”, dijo el director del programa de la iniciativa, Theodore Hodapp. “Impresionante, también, es la creatividad y las capacidades de estos científicos”.
La iniciativa también apoyará el trabajo de esta y futuras cohortes proporcionando subvenciones para equipos y organizando reuniones para compartir nuevas ideas y fomentar colaboraciones. Un elemento central de esta iniciativa es apoyar a los investigadores en su esfuerzo por hacer que sus grupos de investigación sean inclusivos y promover la equidad en sus departamentos.