Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли продемонстрировали потенциал волнового пакета магнонов – коллективных возбуждений спина электронов – для переноса квантовой информации на значительные расстояния в классе материалов, известных как антиферромагнетики, пишет издание Phys.org.
Спин электрона – это природный квантовый бит, способный расширить диапазон хранения информации за пределы «единицы и нуля», объясняет издание. Использование степени свободы спина электрона (возможных спиновых состояний) является центральной целью квантовой информатики.
Новая работа ученых переворачивает общепринятые представления о том, как такие возбуждения спинов распространяются в антиферромагнетиках.
Чтобы понять, как магнонные волновые пакеты движутся через антиферромагнитный материал, ученые использовали пары лазерных импульсов: нарушали антиферромагнитный порядок в одном месте и наблюдали, что происходит в соседних областях. Оказалось, что магнонные волновые пакеты распространяются во всех направлениях, как рябь на пруду от брошенного камешка.
Команда Лаборатории Беркли также показала, что магнонные волновые пакеты в антиферромагнетике CrSBr (сульфид бромид хрома) распространяются быстрее и на большие расстояния, чем предсказывают существующие модели.
Ранее физики сделали первый шаг к созданию квантовых компьютеров на основе отдельных молекул, захваченных лазерными устройствами (оптическими пинцетами): пары молекул монофторида кальция взаимодействуют так, что в итоге возникает квантовая запутанность – решающий эффект для квантовых вычислений.