Физики почти в 100 раз увеличили время существования магнитных волн, способных переносить квантовую информацию. Это приближает создание значительно более компактных квантовых компьютеров, которые поместятся на чипах размером со смартфон. Исследование показало, что главная преграда — качество материалов, а не законы физики.

Прорыв в длительности магнонов

Международная группа ученых увеличила время существования магнонов — крошечных магнитных волн — с нескольких сотен наносекунд до 18 микросекунд. Такие волны распространяются внутри магнитных материалов и могут передавать квантовую информацию подобно свету в оптических волокнах. Благодаря малой длине волны они открывают путь к чрезвычайно компактным схемам.

Раньше магноны быстро исчезали и не успевали сохранять или передавать данные. Теперь их время жизни приблизилось к уровню, необходимому для практического применения.

Как ученые достигли результата

Исследователи использовали магноны с более короткой длиной волны, менее чувствительные к дефектам поверхности кристаллов. Они охладили сверхчистые сферы из иттрий-железного граната до 30 милликельвинов — лишь на долю градуса выше абсолютного нуля. В таких условиях тепловые процессы, разрушающие магноны, почти прекращаются.

Эксперименты доказали: продолжительность жизни магнонов зависит не от фундаментальных законов физики, а от чистоты материала. Чем чище кристаллы, тем дольше существуют волны. Магноны могут стать «квантовой шиной», которая соединит сотни кубитов на одном чипе и обеспечит обмен информацией между элементами будущих квантовых компьютеров.