Кристалл, который помнит экспресс

Оригинал: "Nuclear quadrupole interaction and zero first-order Zeeman transitions of $$^{167}$$Er$$^{3+}$$ in CaWO$$_4$$"
arXiv:2601.16362 · 2026-01-22 · CC BY 4.0 · 1 мин
В кристалле вольфрамата кальция нашли способ хранить квантовую информацию дольше.

Квантовая память — как хрупкая снежинка: одно неловкое движение, и она тает. Учёные ищут материалы, где такую «снежинку» можно держать, не боясь, что она растает. В новой работе исследовали кристалл вольфрамата кальция с добавкой эрбия — редкоземельного металла. Оказалось, что у эрбия внутри этого кристалла есть скрытое свойство, которое помогает удерживать информацию.

Эрбий — это металл из группы лантаноидов, его часто добавляют в кристаллы, чтобы те могли работать с квантовой информацией.

При температуре ниже 50 милликельвинов (это в сотни раз холоднее, чем в открытом космосе) учёные измеряли, как атомы эрбия реагируют на магнитное поле. Они увидели, что у атомов есть не только магнитные свойства, но и электрическое поле внутри ядра, которое раньше не учитывали. Именно это поле позволяет найти «тихие гавани» — такие состояния, где атом почти не чувствует внешних помех. В этих состояниях квантовая информация может жить гораздо дольше.

Тихие гавани нашли и без магнитного поля, и с ним — вдоль одной оси кристалла и в его плоскости.

Теперь вольфрамат кальция можно рассматривать как перспективный материал для квантовой памяти. Такая память — ключ к квантовым компьютерам, которые смогут общаться друг с другом на больших расстояниях.

Эрбий назван в честь шведского посёлка Иттербю, где нашли минерал с этим элементом. В том же посёлке открыли ещё три элемента: иттрий, тербий и иттербий.

Учёные
Daniel GottesmanDavid DiVincenzoGilles BrassardIgnacio CiracJohn PreskillPeter Zoller
Понятия
расщепление энергетических уровней эффект Зеемана