Нежелательные флуктуации магнитного поля, которые могут нарушать квантовые состояния.Магнитный шум — это случайные нежелательные флуктуации магнитного поля, которые могут interfere с хрупкими состояниями квантовых систем. В квантовых вычислениях и сенсорике кубиты и другие квантовые состояния чрезвычайно чувствительны к окружающей среде; случайное изменение магнитного поля может вызвать декогеренцию, разрушая обрабатываемую квантовую информацию. Этот шум является серьезным препятствием для создания надежных квантовых технологий, поскольку он может возникать из различных источников, включая тепловые флуктуации в материалах, электрические токи в близлежащих проводах или даже внешние события, такие как солнечные бури.
Магнитный шум возникает из-за движения зарядов и выстраивания магнитных моментов в материалах. Например, в проводнике тепловая энергия заставляет электроны двигаться хаотично, создавая флуктуирующие токи, которые порождают изменяющееся во времени магнитное поле. Аналогично, в магнитных материалах ориентация атомных спинов может меняться из-за теплового возбуждения, создавая шумное магнитное окружение. Эти флуктуации связываются с квантовыми системами через магнитное взаимодействие, вызывая случайные сдвиги энергетических уровней квантового состояния, что приводит к декогеренции.
Понимание и подавление магнитного шума имеет решающее значение для увеличения времени когерентности кубитов в квантовых компьютерах и для повышения чувствительности квантовых датчиков, таких как магнитометры, используемые в медицинской визуализации и геологических исследованиях.
Магнитный шум от солнечных бурь может быть настолько сильным, что нарушает не только квантовые эксперименты, но и энергосистемы на Земле.
