Фазель Тафти из Бостонского колледжа открыл рецепт создания спиновой жидкости — материала для долговременного хранения квантовой информации, который однажды сможет защитить квантовое состояние отдельных атомов от изменений.

Речь идет об экзотическом состоянии вещества — спиновой жидкости. Тафти и его коллеги обнаружили эти свойства в иридате меди, состоящем из элементов меди, иридия и кислорода. Своим уникальным квантовым способностям это вещество обязано особому строению атомов.

«Иридат меди обладает геометрией сот, напоминающих пчелиные, но состоящих из атомов, — говорит ученый. — Благодаря ей спины электронов никогда не замирают. Этот феномен называется магнитной фрустрацией».

Спиновая жидкость — это менее организованная форма материи, в которой спины электронов не застывают в одном направлении, как у твердых веществ, даже если охладить их до абсолютного нуля. Они обладают рядом экзотических свойств, в частности, запутанностью дальнего действия, при которой одно квантовое состояние частицы копируется другой частицей, находящейся на большом расстоянии от нее. В будущих квантовых компьютерах это свойство поможет поддерживать неприкосновенность кубитов, пишет Inverse.

Работа Тафти особенно важна, поскольку открывает возможность исследования множества новых спиновых жидкостей, одна из которых сможет соответствовать требованиям квантовых компьютеров.

«Теперь, когда мы смогли сделать одну спиновую жидкость, у нас есть рецепт для создания множества других. Следующим шагом станет применение рецепта иридата меди для других элементов периодической таблицы, чтобы изготовить больше спиновых жидкостей», — говорит Тафти.

Недавно ученые из Йельского университета сообщили о создании простого устройства, которое сохраняет квантовую информацию в звуковых волнах. Оно позволяет обмениваться квантовыми состояниями между кубитом и механическим резонатором.