«سماعات» مغناطيسية للكيوبتات: طريقة جديدة لمكافحة الضوضاء الكمومية ⚡ экспресс
يمكن استخدام الهياكل النانوفوتونية للتحكم في تشتت الطور عملية تفقد فيها المعلومات الكمومية تماسكها بسبب الضوضاء. صنع الباحثون أسطحاً ميتا من سبيكة مغناطيسية من CoFeB وتمكنوا من قمع التقلبات المغناطيسية منخفضة التردد (~MHz) في مراكز NV بالماس. بعكس تأثير بورسيل الذي يُسرّع الإشعاع، لم يتغير هنا معدل الانبعاث بل طبيعة تشتت الطور. تعمل هذه الهياكل مثل مرشح يحجب الضوضاء المغناطيسية عند ترددات محددة. تفتح هذه النتيجة الطريق نحو بتات كمومية أكثر استقراراً دون الحاجة إلى عزل معقد.
البتات الكمومية (الكيوبتات) تشبه موسيقى رقيقة في ورشة صاخبة. الحقول المغناطيسية المحيطة تُشَوِّش حالتها الكمومية باستمرار، محولةً الإشارة المنتظمة إلى نشاز. عادةً ما تُبذل محاولات لإبطاء هذه العملية المدمرة عن طريق إعادة ضبط الكيوبتات نفسها إلى ترددات أخرى، لكن هذه الطريقة لا تنجح في كل الحالات. النهج الجديد يشبه عدم تغيير الموسيقى، بل ارتداء سماعات إلغاء الضوضاء النشطة: فالغشاء المغناطيسي الرقيق يمتص التشويش قبل أن يصل إلى الكيوبت.
صنع العلماء هذه "السماعات" المغناطيسية من سبيكة CoFeB - غشاء أرفع من الشعرة، مغطى بنمط نانوي بارع. بوضعه بالقرب من مراكز NV في الألماس (عيوب تعمل كمنارات راديوية أحادية الذرة)، قاسوا - باستخدام التحليل الطيفي (تحليل الإضاءة) - مدى احتفاظ الكيوبتات بوضوحها الكمومي لفترة أطول. النمط مصمم خصيصًا لامتصاص أخطر التذبذبات المغناطيسية منخفضة التردد. النتيجة: زاد زمن الحياة الكمومية عدة مرات، وانخفض مقياس الفوضى (الإنتروبيا) في النظام.
🎯 من المفارقات أن سبيكة CoFeB المغناطيسية نفسها في الأغشية العادية تُسرّع انهيار الحالات الكمومية. لكن بعد تطبيق نمط نانوي ذكي، تتحول إلى حامٍ لها، حيث تمتص الحقول المغناطيسية الطفيلية بكفاءة.