Сверхпроводящий кубит — крошечное колечко без сопротивления — щёлкает задачами быстрее, чем вы моргаете. Но стоит отключить питание, и всё, что он насчитал, исчезает. Как повар, который готовит без записи рецепта: пока стоит у плиты, помнит каждый шаг, а через час — пусто.
Авторы работы предлагают записывать результат в алмаз. Точнее, в дефект кристаллической решётки, где атом углерода заменён азотом, а рядом зияет дыра — азотно-вакансионный центр. Электрон в такой ловушке ведёт себя как крошечный магнит, и его спин (собственное вращение) можно повернуть вверх или вниз. Через магнитное поле этот спин сцепляется со сверхпроводящей петлёй — и квантовое состояние перетекает из одного устройства в другое.
Такая связка работает в обе стороны. Сверхпроводящий процессор передаёт данные ансамблю дефектов, те хранят их, а когда нужно — возвращают обратно. Больше того, два удалённых центра в алмазе могут «почувствовать» друг друга через общую сверхпроводящую петлю. Это напоминает двух музыкантов, играющих в унисон по одному камертону: каждый слышит общую ноту и подстраивается под неё.
В перспективе гибрид «алмаз + сверхпроводник» даёт квантовому компьютеру то, чего ему остро не хватает: долгую память. Процессор считает, память хранит, а свет разносит результаты по сети. Повар наконец получает книгу рецептов, которая не сгорает при выключении плиты.
Азотно-вакансионный центр в алмазе светится красным, если подсветить его зелёным лазером. По яркости этого свечения можно прочитать, в какую сторону направлен спин электрона.