الدوامة المغناطيسية تتحول إلى بت كمي ⚡ экспресс
عادة ما تكون دوامات أبريكوسوف ذات فجوة التوصيل الفائق المكبوتة بالكامل في النواة تبديدية وشبه كلاسيكية. في هذا العمل، تبين أنه في الأغشية فائقة التوصيل الحبيبية، يمكن للدوامات أن تصبح أنظمة كمومية ثنائية المستوى بأزمنة تماسك بحدود ميكروثانية وأزمنة استرخاء طاقوي حتى أجزاء من الميلي ثانية. تدعم هذه البيانات النموذج النظري للموصلات الفائقة ذات التحبب على مقياس طول التماسك كشبكات من الوصلات النفقية، مما يؤدي إلى تشكل دوامات 'محتجزة' ذات فجوة طاقوية. باستخدام طرق الكهروديناميكا الكمومية للدوائر، تم تحقيق تحكم متماسك وقراءة كمومية غير مدمرة لحالات الدوامات في مرنانات ميكرووية مصنوعة من الألومنيوم الحبيبي. تفتح النتائج آفاقًا لمعالجة المعلومات الكمومية وعلم المواد الدقيق وتطوير مستشعرات جديدة.
الدوامات المغناطيسية في الموصلات الفائقة، مثل الدوامات في الماء، عادة ما تبدد الطاقة وتختفي بسرعة بسبب الاحتكاك الداخلي — الانحلال (التبدد). وهذا يعيق استخدامها في الرقاقات الكمومية. ولكن في غشاء مصنوع من حبيبات الألمنيوم الدقيقة، تعلق الدوامة وتصبح أشبه بدوامة في بئر ضيق — حيث تدور إما في اتجاه أو في الاتجاه المعاكس. الطبيعة الكمومية تسمح لها بالدوران في كلا الاتجاهين في آنٍ واحد، إلى أن يتم إجراء القياس. هذه الحياة المزدوجة تدوم لأجزاء من الثانية — وهي مدة طويلة بشكل لا يصدق في العالم المجهري. لقد تعلم العلماء كيفية تبديل الدوامات باستخدام نبضات الموجات الدقيقة (التحليل الطيفي) وقراءة حالتها دون فقدان. كل دوامة تحمل بالضبط كمًا واحدًا من التدفق المغناطيسي — أي جزء من مليار من المجال المغناطيسي للأرض. إن فكرة أليكسي كيتاييف باستخدام مثل هذه الهياكل للحوسبة الكمومية المقاومة للضوضاء قد تلقت تأكيدًا مباشرًا.
🎯 تحمل كل دوامة من هذا النوع كمًا واحدًا فقط من التدفق المغناطيسي — حوالي جزء من مليار من المجال المغناطيسي للأرض.