Британские физики смогли существенно увеличить время когерентности в ультрахолодных полярных молекулах RbCs, пойманных в оптические ловушки. Для этого они нашли оптимальное значение индукции магнитного поля, а также угла между ней и поляризацией лазера, формирующего ловушку.

Исследование опубликовано в Nature Physics.

Квантовая когерентность — это важнейший ресурс, который современная физика пытается накопить и увеличить. Она характеризует способность квантовых систем сохранять суперпозиционные свойства, которые необходимы для множества квантовых технологий. Говоря о пользе когерентности, чаще всего упоминают квантовые вычисления и квантовые симуляции. Подробнее о роли квантовой когерентности в создании квантовых компьютеров вы можете прочитать в интервью с Алексеем Федоровым из Российского квантового центра.

Вопрос потери когерентности — декогеренции — встает перед любыми физиками или инженерами, пытающимися создать кубит — базовый элемент квантового вычислителя. На сегодняшний день существует несколько основных реализаций кубита, и для каждой из них декогеренция становится ограничивающим фактором при создании квантового компьютера. По этой причине ученые продолжают поиск систем хранения квантовой информации, время когерентности которых было бы достаточно большим.

Не так давно в качестве одного из кандидатов на роль кубитов были предложены ультрахолодные полярные молекулы, удерживаемые в оптических ловушках. Преимуществом таких объектов стала их сильная связь друг с другом посредством управляемого диполь-дипольного взаимодействия, а также богатая колебательно-вращательная структура. До недавнего времени, однако, вопрос декогеренции в таких кубитах был исследован очень слабо.

Группа британских физиков при участии Джереми Хатсона (Jeremy Hutson) из Даремского университета решила закрыть этот пробел, изучив, как долго хранится когерентность в ультрахолодных молекулах RbCs, и от чего это время зависит.