Магнитные «наушники» для кубитов: новый способ борьбы с квантовым шумом ⚡ экспресс
Нанофотонные структуры можно использовать для контроля дефазировки — процесса, разрушающего квантовую информацию из-за шумов. Исследователи создали метаповерхности из магнитного сплава CoFeB и подавили низкочастотные магнитные флуктуации (~МГц) у NV-центров в алмазе. В отличие от эффекта Парселла (ускоряющего излучение), здесь менялась не скорость испускания, а характер дефазировки. Эти структуры действуют словно фильтр, избирательно блокирующий магнитный шум на определённых частотах. Результат открывает путь к более стабильным кубитам без сложной изоляции.
Квантовые биты (кубиты) — как хрупкая музыка в шумном цехе. Магнитные поля окружения постоянно «глушат» их квантовое состояние, превращая упорядоченный сигнал в какофонию. Обычно этот разрушительный процесс пытаются замедлить, перенастраивая сами кубиты на другие частоты, но такой способ помогает не во всех случаях. Новый подход напоминает не изменение музыки, а надевание наушников с активным шумоподавлением: тонкая магнитная плёнка гасит помехи ещё до того, как они достигнут кубита.
Учёные создали такие магнитные «наушники» из сплава CoFeB — плёнку толщиной меньше волоса, покрытую хитрым наноузором. Разместив её рядом с NV-центрами в алмазе (дефекты, работающие как одноатомные радиомаяки), они с помощью спектроскопии (анализа свечения) измерили, насколько дольше кубиты сохраняют квантовую чёткость. Узор специально рассчитан на поглощение самых вредных низкочастотных магнитных колебаний. Результат: время квантовой жизни выросло в несколько раз, а мера беспорядка (энтропия) в системе снизилась.
🎯 Парадоксально, но сам магнитный сплав CoFeB в обычных плёнках ускоряет разрушение квантовых состояний. Однако после нанесения хитроумного узора он превращается в их защитника, эффективно поглощая паразитные магнитные поля.