El vórtice magnético se convirtió en un bit cuántico exprés
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.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2510.19769
Abrikosov vortices, where the superconducting gap is completely suppressed in the core, are dissipative, semi-classical entities that impact applications from high-current-density wires to superconducting quantum devices. In contrast, we present evidence that vortices trapped in granular superconducting films can behave as two-level systems, exhibiting microsecond-range quantum coherence and energy relaxation times that reach fractions of a millisecond. These findings support recent theoretical modeling of superconductors with granularity on the scale of the coherence length as tunnel junction networks, resulting in gapped vortices. Using the tools of circuit quantum electrodynamics, we perform coherent manipulation and quantum non-demolition readout of vortex states in granular aluminum microwave resonators, heralding new directions for quantum information processing, materials characterization, and sensing.
Cada uno de estos vórtices lleva tan solo un cuanto de flujo magnético — aproximadamente una milmillonésima parte del campo magnético de la Tierra.