El vórtice magnético se convirtió en un bit cuántico ⚡ экспресс
Los vórtices de Abrikosov con la brecha superconductora completamente suprimida en el núcleo suelen ser disipativos y semiclásicos. En este trabajo se demuestra que en películas superconductoras granulares los vórtices pueden convertirse en sistemas cuánticos de dos niveles con tiempos de coherencia del orden de microsegundos y tiempos de relajación energética de hasta fracciones de milisegundo. Estos datos confirman el modelo teórico de superconductores con granularidad a escala de la longitud de coherencia como redes de uniones túnel, lo que conduce a la formación de vórtices 'cerrados' con brecha de energía. Mediante métodos de electrodinámica cuántica de circuitos se realizaron el control coherente y la lectura cuántica no destructiva de los estados de los vórtices en resonadores de microondas de aluminio granulado. Los resultados abren perspectivas para el procesamiento cuántico de información, la ciencia de materiales de precisión y la creación de nuevos sensores.
Los vórtices magnéticos en los superconductores, como remolinos en el agua, normalmente disipan energía y desaparecen rápidamente debido a la fricción interna — disipación. Esto impide su uso en chips cuánticos. Pero en una película de diminutos granos de aluminio, el vórtice se atasca y se asemeja a un remolino en un pozo estrecho — gira en una dirección o en la otra. La naturaleza cuántica le permite girar en ambas direcciones al mismo tiempo, hasta que se realiza una medición. Esta vida dual dura milisegundos — increíblemente largo para el micromundo. Los científicos han aprendido a cambiar el sentido de los vórtices con pulsos de microondas (espectroscopia) y a leer su estado sin pérdidas. Cada vórtice lleva exactamente un cuanto de flujo magnético — una milmillonésima parte del campo terrestre. La idea de Alexei Kitaev de usar estas estructuras para computación cuántica tolerante a fallos ha recibido confirmación directa.
🎯 Cada uno de estos vórtices lleva tan solo un cuanto de flujo magnético — aproximadamente una milmillonésima parte del campo magnético de la Tierra.