В повседневном мире порядок сохраняет, а беспорядок разрушает. Но в квантовой информатике эта логика переворачивается с ног на голову. Рассмотрим алмаз: атомы углерода с их ядрами и электронами ведут себя как крошечные магнитики, способные хранить квантовый «шёпот» — информацию, записанную в ориентации их спинов. Электроны, словно сплетники, разносят этот шёпот почти мгновенно по всему кристаллу; ядра же, общаясь друг с другом через магнитные взаимодействия, передают его неторопливо, по цепочке. Однако в реальном кристалле всегда есть несовершенства — примеси, дефекты решётки. Эти дефекты создают тихие тупики, куда утечка информации не проникает: в таких уголках квантовый шёпот живёт в сотни раз дольше, чем в идеально упорядоченной среде.
С помощью световых импульсов — методами оптической спектроскопии — учёные научились управлять этими процессами: можно приглушить «сплетни» электронов или замедлить передачу по ядерной цепочке. Здесь в игру вступает энтропия — мера хаоса в системе. Обычно рост энтропии разрушает порядок, но в данном случае локальный беспорядок (те самые дефекты) ставит преграду глобальному развалу квантового состояния. Эта идея не нова: ещё Шрёдингер и фон Нейман размышляли о связи порядка, беспорядка и информации. Вывод парадоксален: долгая квантовая память требует не стерильной чистоты, а дозированного хаоса. Аналогия с бытовым порядком здесь упрощает картину, ведь в квантовом мире «беспорядок» — это не грязь, а структурные особенности, которые, подобно волнорезам, гасят разрушительные волны декогеренции.
При комнатной температуре такие квантовые состояния распадаются за миллисекунды, но в описываемом опыте время жизни выросло в сотни раз благодаря изолированным «карманам» в кристалле.