Квантовые биты — кубиты — можно сравнить с хрупкой музыкой, исполняемой посреди шумного цеха. Магнитные поля, неизбежно присутствующие в окружении, постоянно «глушат» их квантовое состояние, превращая упорядоченный сигнал в какофонию. Этот разрушительный процесс, известный как декогеренция, обычно пытаются замедлить, перенастраивая сами кубиты на другие частоты — примерно как музыкант переходит в другую тональность, чтобы его было лучше слышно. Однако такой способ работает не всегда. Новый подход, предложенный исследователями, напоминает не изменение самой музыки, а надевание наушников с активным шумоподавлением: тонкая магнитная плёнка гасит паразитные колебания ещё до того, как они достигнут кубита.
В роли таких «наушников» выступила плёнка из ферромагнитного сплава CoFeB толщиной меньше человеческого волоса, на поверхность которой нанесён точно рассчитанный наноузор. Учёные разместили её рядом с NV-центрами в алмазе — точечными дефектами кристаллической решётки, которые ведут себя как одноатомные радиомаяки и служат модельными кубитами. Используя метод спектроскопии (анализ характеристик излучаемого света), они измерили, насколько дольше кубиты сохраняют квантовую когерентность — способность находиться в суперпозиции состояний, не разрушаемой внешними помехами. Наноузор на плёнке был специально спроектирован так, чтобы избирательно поглощать наиболее вредные низкочастотные магнитные флуктуации, действуя подобно резонансному фильтру. В результате время квантовой жизни кубитов выросло в несколько раз, а количественная мера беспорядка в системе — энтропия — заметно снизилась, что свидетельствует об эффективном подавлении шумов.
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.