Найдена причина нарушения квантовых свойств отдельных атомов

Открытие, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что потеря в суперпозиции квантового состояния вызвана в основном соседними электронами, которые ученые разместили на атоме железа. «Мы обнаружили, что почти каждый электрон разрушает квантовое состояние, — говорит Филип Уилке, первый автор статьи. — Вдобавок, мы обнаружили, что флуктуации находящихся рядом магнитов оказывают сходное действие».

Эти результаты были получены в ходе эксперимента, во время которого ученые манипулировали магнитным состоянием отдельного атома железа на тонком изоляционном материале. Используя сканирующий туннельный микроскоп с атомно тонким металлическим острием, они смогли получить изображение отдельных атомов железа, а также измерить время, в течение которого они сохраняют квантовое поведение.

Понимание деструктивных воздействий позволит ученым избегать их в будущих экспериментах и улучшить производительность магнитных квантовых датчиков, состоящих из одного атома, которые применяются, например, в аппаратах МРТ. Также пользу из этого исследования могут извлечь разработчики квантовых компьютеров, для которых важно сохранять хрупкое состояние суперпозиции, сообщает Phys.org.

Для того чтобы повысить стабильность квантовых вычислений, австралийские ученые нашли способ в несколько раз улучшить систему исправления квантовых ошибок. Их подход заключается в том, чтобы не исправлять ошибки кубитов, которые вытекают из самой их природы, а создавать такую архитектуру квантового компьютера, которая позволит ему эффективно работать при любом количестве ошибок.