Физики увеличили время жизни магнонов для квантовых вычислений

Квантовый компьютер размером с монету Физики из Венского университета сделали реальный шаг к миниатюризации квантовых компьютеров. Чтобы понять, в чём прорыв, придётся познакомиться с героем истории — магноном. Что это такое. Представьте магнитный материал, по которому, словно круги по воде от брошенного камня, бегут волны намагниченности. Вот такая «волна-рябь» и есть магнон. В отличие от фотонов, что летят хоть через пустоту, хоть по оптоволокну, магноны существуют только внутри твёрдого магнитного вещества. Зато их длину волны можно ужать до нанометров — а значит, магнонные схемы поместятся на чип не крупнее тех, что уже стоят в смартфонах. Была одна беда. Магноны гасли почти мгновенно, за считаные сотни наносекунд. Для квантовых вычислений это смехотворно мало: носитель информации обязан жить достаточно долго. Венская команда под руководством Андрия Чумака продлила жизнь магнонов почти в сто раз — до 18 микросекунд. На таком масштабе они превращаются из мимолётных вспышек в надёжных хранителей квантовой информации, почти как сверхпроводящие кубиты в сегодняшних процессорах. Но как получилось этого добиться? Во-первых, взяли не обычные, а коротковолновые магноны — их слабее «царапают» дефекты на поверхности кристалла. Во-вторых, сверхчистые шарики из железо-иттриевого граната (YIG) охладили до 30 милликельвинов, самую малость выше абсолютного нуля, где убивающие магноны тепловые процессы попросту вымерзают. Сравнили три шарика разной чистоты — чем чище, тем дольше жил магнон, и даже худший образец побил все прежние рекорды. Значит, дело за качеством материала, а не за новой физикой. Долгоживущие магноны способны стать «квантовой шиной», связывающей сотни кубитов в один канал, — недостающей деталью для по-настоящему масштабируемых и компактных квантовых компьютеров. @vselennayaplus