El cristal que recuerda exprés
La memoria cuántica es como un copo de nieve frágil: un movimiento torpe y se derrite. Los científicos buscan materiales donde se pueda sostener ese 'copo de nieve' sin miedo a que se derrita. En el nuevo trabajo se investigó un cristal de wolframato de calcio con una adición de erbio, un metal de tierras raras. Resulta que el erbio, dentro de este cristal, tiene una propiedad oculta que ayuda a retener la información.
A temperaturas por debajo de 50 milikelvins (cientos de veces más frío que el espacio exterior), los científicos midieron cómo reaccionan los átomos de erbio al campo magnético. Vieron que los átomos no solo tienen propiedades magnéticas, sino también un campo eléctrico dentro del núcleo que antes no se tenía en cuenta. Es precisamente ese campo el que permite encontrar 'puertos tranquilos': estados en los que el átomo apenas siente las perturbaciones externas. En esos estados, la información cuántica puede vivir mucho más tiempo.
Ahora el wolframato de calcio puede considerarse un material prometedor para la memoria cuántica. Esa memoria es la clave para los ordenadores cuánticos que puedan comunicarse entre sí a grandes distancias.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2601.16362
We report microwave spectroscopy of $$^{167}$$Er$$^{3+}$$ doped in CaWO$$_4$$ which reveals the hyperfine splitting of the erbium electronic ground state ($$Z_1$$, $$J_\mathrm{eff.}$$=15/2) induced by the $$I$$=7/2 nuclear spin. From spectra measured below$$\sim$$50 mK in magnetic fields up to 200 mT, we extract spin Hamiltonian parameters including the electron $$\textbf{g}$$, hyperfine $$\textbf{A}$$, and nuclear electric quadrupolar $$\textbf{Q}$$ tensors. Crucially, our analysis demonstrate unambiguously, that the previously unobserved nuclear electric quadrupolar moment is essential to reproduce the experimental data. With these refined parameters, we identify zero first-order Zeeman (ZEFOZ) transitions at zero magnetic field. Extending the analysis to finite fields, we uncover that ZEFOZ points lie either along the $$c$$ axis or within the $$a$$-$$b$$ plane. These results establish CaWO$$_4$$ as a promising host for long lifetime quantum memories.
El erbio debe su nombre a la localidad sueca de Ytterby, donde se encontró un mineral con este elemento. En esa misma localidad se descubrieron otros tres elementos: itrio, terbio e iterbio.