Фізики майже у 100 разів збільшили час існування магнітних хвиль, здатних переносити квантову інформацію. Це наближає створення значно компактніших квантових комп’ютерів, які помістяться на чипах розміром зі смартфон. Дослідження показало, що головна перепона — якість матеріалів, а не закони фізики.

Прорив у тривалості магнонів

Міжнародна група науковців довела час існування магнонів — крихітних магнітних хвиль — із кількох сотень наносекунд до 18 мікросекунд. Такі хвилі поширюються всередині магнітних матеріалів і можуть передавати квантову інформацію подібно до світла в оптичних волокнах. Завдяки малій довжині хвилі вони відкривають шлях до надзвичайно компактних схем.

Раніше магнони швидко зникали й не встигали зберігати чи передавати дані. Тепер їхній час життя наблизився до рівня, потрібного для практичного застосування.

Як вчені досягли результату

Дослідники використали магнони з коротшою довжиною хвилі, менш чутливі до дефектів поверхні кристалів. Вони охолодили надчисті сфери з ітрій-залізного гранату до 30 мілікельвінів — лише на частку градуса вище абсолютного нуля. За таких умов теплові процеси, що руйнують магнони, майже припиняються.

Експерименти довели: тривалість життя магнонів залежить не від фундаментальних законів фізики, а від чистоти матеріалу. Чим чистіші кристали, тим довше існують хвилі. Магнони можуть стати «квантовою шиною», яка з’єднає сотні кубітів на одному чипі та забезпечить обмін інформацією між елементами майбутніх квантових комп’ютерів.