Un semnal magnetic care până săptămâna trecută abia dacă licărea o clipă a reușit să trăiască de o sută de ori mai mult. Și asta schimbă radical planurile pentru computerul cuantic al viitorului.
În inima materiei solide, undele magnetice minuscule numite magnoni se propagă asemenea unor ricoșeuri pe apă. Dar până acum, ele erau prea fragile – supraviețuiau doar câteva sute de nanosecunde, mult prea puțin pentru a transporta vreun bit de informație într-un circuit cuantic.
Era ca și cum ai încerca să trimiți un mesaj cu o lanternă care se stinge instant. O echipă de fizicieni a găsit, însă, modul de a îngheța acest proces de degradare. Secretul a stat în combinarea a două tehnici aparent simple, dar extrem de dificil de pus în practică.
Prima a fost excitarea unor unde atât de scurte încât ele „orbeau” la imperfecțiunile de pe suprafața cristalului – principalul ucigaș al magnonilor în experimentele obișnuite. A doua a coborât temperatura la 30 de milikelvin, un prag aproape de zero absolut.
La această temperatură abisală, agitația termică care distruge undele magnetice este practic oprită. Rezultatul a fost spectaculos: magnonii au trăit 18 microsecunde, adică de aproape o sută de ori mai mult decât cel mai bun record anterior.
Și mai important, testând cristale de diferite purități, cercetătorii au descoperit că singura limită care mai contează nu mai este o lege a naturii, ci doar nivelul de impurități din material.
Dispozitivul care a făcut posibil acest salt – un criostat de mare putere, capabil să stabilizeze temperaturi extrem de scăzute – a fost folosit pentru a răci sfere de granat de fier ytriu, un material magnetic clasic.
În fața lui au stat Rostyslav Serha, Andrii Chumak, David Schmoll și Sebastian Knauer, oamenii de știință care au demonstrat că durata de viață a magnonilor poate fi extinsă artificial. Odată cu această longevitate, statutul magnonului s-a transformat brusc.
Dintr-o scânteie volatilă, el devine o memorie cuantică robustă și, mai ales, un canal de comunicare extrem de fiabil.
Inginerii care proiectează arhitecturi de computere cuantice la scară largă aveau nevoie exact de această piesă lipsă: un „autobuz cuantic” – o autostradă informațională capabilă să conecteze simultan sute de qubiți.
Mai mult, magnonii pot interacționa natural cu alte particule elementare, cum ar fi fotonii sau fononii. Îi transformă astfel în traducători perfecți între sisteme cuantice de tipuri diferite, care până acum nu comunicau între ele.
Cursa pentru un computer cuantic ultra-puternic tocmai a accelerat – datorită unor unde magnetice care au învățat să trăiască suficient de mult pentru a face diferența.
