Крошечный алмаз с дефектами — атомами азота, занявшими место углерода, — таит в себе необычную особенность. Вокруг каждого дефекта крутится лишний электрон, как волчок, который можно наклонять радиоимпульсами. Сам по себе этот волчок слишком тихий, чтобы докричаться до сверхпроводящего кубита — искусственного атома, работающего при температурах ниже, чем в открытом космосе. Но если поставить между ними посредника — настраиваемый резонатор, похожий на камертон с регулируемой нотой, — они начинают петь в унисон.
В эксперименте кубит сначала готовили в нужном состоянии — как дирижёр, задающий тон перед концертом. Затем это состояние через резонатор перекачивали в коллективное возбуждение миллионов спиновых волчков в алмазе. Спины запоминали рисунок колебаний и держали его достаточно долго, чтобы позже передать обратно кубиту. Когда кубит считывали, он воспроизводил исходное состояние — словно нота, спетая хором по памяти после паузы.
Так облако спинов в кристалле впервые сработало как настоящая квантовая память для сверхпроводящего кубита. Такая память нужна, чтобы объединять много кубитов в сеть: пока один ждёт ответа от другого, информация не теряется, а хранится в долгоживущем спиновом облаке. В будущем это поможет строить квантовые процессоры, где вычисления и память разделены, как в обычном компьютере. И тогда крошечный алмаз с дефектами перестанет быть просто кристаллом — он станет надёжным хранилищем для квантовых состояний.
NV-центр в алмазе светится красным, если посветить на него зелёным лазером — так его и находят под микроскопом.
В романе «Алмазный век» Нила Стивенсона алмазы становятся основой вычислительной техники будущего.