Магнитный вихрь стал квантовым битом ⚡ экспресс
Обычные вихри Абрикосова в сверхпроводниках рассеивают энергию и ведут себя как классические объекты. Однако в гранулированных плёнках вихри, захваченные в ловушки, проявляют квантовую природу: они становятся двухуровневыми системами с временами квантовой когерентности в микросекунды и релаксации до долей миллисекунды. Используя методы квантовой электродинамики цепей, учёные смогли контролируемо переключать состояния вихрей и считывать их без разрушения. Это напоминает искусственные атомы, но сформированные естественной неупорядоченностью среды, и открывает путь к квантовым вычислениям и сверхчувствительным сенсорам на основе вихрей.
Магнитные вихри в сверхпроводниках, как водовороты в воде, обычно рассеивают энергию и быстро пропадают из-за внутреннего трения — диссипации. Это мешает их применению в квантовых чипах. Но в плёнке из крошечных зёрен алюминия вихрь застревает и становится похож на водоворот в узком колодце — он крутится либо в одну, либо в другую сторону. Квантовая природа позволяет ему вращаться в обе стороны одновременно, пока не проведено измерение. Такая двойственная жизнь длится миллисекунды — невероятно долго для микромира. Учёные научились переключать вихри микроволновыми импульсами (спектроскопия) и считывать их состояние без потерь. Каждый вихрь несёт ровно один квант магнитного потока — миллиардную долю поля Земли. Идея Алексея Китаева использовать такие структуры для помехоустойчивых квантовых вычислений получила прямое подтверждение.
🎯 Каждый такой вихрь несёт всего один квант магнитного потока — примерно одну миллиардную от магнитного поля Земли.