В тесной шеренге атомов, замерших на расстоянии меньше длины световой волны, прячется удивительное состояние. Возбуждение распределено по всем частицам так, что их излучение гасит само себя. Эта квантовая «тишина» — идеальный сейф для фотона: он может храниться там в сотни раз дольше обычного. Но чтобы положить фотон в сейф, нужно подобрать ключ — световую волну с особым рисунком, который не распространяется в свободном пространстве.
Обычный свет здесь бессилен. Его волновой вектор лежит вне светового конуса — такая волна не может просто прилететь издалека. Авторы работы предлагают заменить свет свободным электроном. Пролетая мимо цепочки, он оставляет в ней свой «отпечаток». Скорость электрона задаёт нужный волновой вектор, а форма его волны сама подстраивается под требуемый узор возбуждения. Так электрон становится квантовым писцом, который одним движением записывает информацию в коллективную память атомов.
Дальше — больше. Если электрон проходит сразу через две параллельные цепочки, он может возбудить в них антисимметричное состояние. Взаимное гашение излучения между цепочками делает его ещё более стойким к потерям, чем в одиночной линии. Так рождается ещё более глубокий колодец для хранения квантовой информации.
Электрон-писец открывает доступ к состояниям, которые раньше были за семью замками. А значит, квантовая память и сверхточные датчики становятся на шаг ближе к реальности.
Состояние с подавленным излучением называют «субрадиантным». Оно похоже на оркестр, где каждый инструмент играет в противофазе — в зале тишина, хотя все музыканты при деле.
В романе «Город перестановок» Грега Игана люди сканируют сознание, разрушая мозг. Здесь же электрон «читает» атомную цепочку, почти не тревожа её — шаг к неразрушающей квантовой записи.