1149
Магнітні хвилі, відомі як магнони, можуть стати основою для квантових комп’ютерів, зменшених до розмірів монети. Міжнародна команда під керівництвом Віденського університету навчилася утримувати ці хвилі майже у сто разів довше, ніж раніше, — прорив, який робить їх придатними для зберігання й передавання квантової інформації. Результати опубліковано в журналі Science Advances.
Магнони — це крихітні хвилі намагніченості, що поширюються всередині магнітних матеріалів; фактично це узгоджені коливання спінів атомів. Їхня приваблива риса в тому, що вони мають дуже коротку довжину хвилі, а отже, здатні переносити інформацію в надзвичайно компактних структурах. Проблема полягала в тому, що досі магнони «жили» лише кілька сотень наносекунд — надто мало, щоб виконувати корисні квантові операції.
Команда під керівництвом Андрія Чумака, у якій експерименти проводив Ростислав Серга, продовжила час життя магнонів до 18 мікросекунд — приблизно у сто разів. Ключовим виявилося те, що межу ставила не фундаментальна фізика, а чистота матеріалу. Дослідники випробували три сфери з ітрій-залізного гранату (YIG) різного ступеня чистоти й переконалися: що чистіший кристал, то довше зберігаються магнони. Зразки охолоджували до наднизької температури близько 30 мілікельвінів, а короткохвильові магнони виявилися менш чутливими до дефектів поверхні.
Значення цього результату в тому, що довговічні магнони можуть виконувати роль надійної квантової пам’яті та каналів зв’язку з малими втратами. Теоретично вони здатні з’єднати сотні кубітів, утворивши своєрідну «квантову шину» — систему, що передає інформацію між обчислювальними елементами.
Саме компактність робить цей напрям особливо перспективним. Сучасні квантові комп’ютери — це громіздкі установки, що займають цілі приміщення. Якщо магнони вдасться поставити на службу квантовим обчисленням, розміри таких машин теоретично можна скоротити до кількох сантиметрів. У міжнародній команді, що працювала над проєктом, брали участь дослідники зі США, Німеччини та України, що підкреслює широку наукову кооперацію навколо цієї технології.
