Magnon 的突破可以将量子计算机缩小到一便士大小

维也纳大学的物理学家发现磁振子的寿命延长了一百倍。磁振子是在固体磁性材料中移动的微小磁化波,类似于石头落入水中后在水中传播的涟漪。与可以在真空或光纤中移动的光子不同,磁振子在磁性材料内传播[...]

来源:SciTech日报

维也纳大学的物理学家发现磁振子的寿命延长了一百倍。

磁振子是在固体磁性材料中移动的微小磁化波,类似于石头落入水中后在水中传播的涟漪。与可以在真空或光纤中移动的光子不同,磁振子在磁性固体内传播。

它们的波长可以缩小到纳米尺度,这意味着理论上磁电路可以安装在与现代智能手机中使用的芯片一样小的芯片上。由于磁振子是固体内的激发态,它们可以自然地与许多其他基本准粒子相互作用,包括声子和光子,这使得它们成为混合量子系统和量子计量学的有前途的组件。

The main limitation has been their extremely short lifetime.到目前为止,磁振子最多只能可靠地携带几百纳秒的量子信息,这对于实际的量子计算来说太短了。

由 Wiener 领导的团队现在报告了一项重大进展,测量出磁振子寿命长达 18 微秒,几乎比之前的任何观测结果长一百倍,为 1 美分硬币大小的量子计算机铺平了道路。在这个规模上,磁振子的行为不再像短暂的信号,而是开始像可靠的量子信息载体,可与当今领先的量子处理器中使用的超导量子位相媲美。 The findings were recently published in the journal Science Advances.

较冷的晶体揭示了极限

The advance came from combining two strategies.首先,该团队没有使用传统的均匀磁振子,而是生成了短波长磁振子,这种短波长磁振子自然受晶体表面缺陷的影响较小。 Those surface defects had limited magnon lifetimes in earlier experiments.

What this means for quantum technology

DOI:10.1126/sciadv.aee2344

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