Международная группа исследователей разработала простой и действенный метод предотвращения потери информации атомами — одной из основных преград на пути к созданию надежных квантовых технологий. Вместо использования массивных магнитных экранов был применен всего один точно настроенный лазерный луч, который синхронизирует спины (квантовые характеристики) атомов, замедляя их процесс «забывчивости». Эти результаты были опубликованы в журнале Physical Review Letters (PRL).
В квантовых сенсорах и устройствах памяти атомы часто теряют направление своих магнитных спинов, особенно в случае столкновений между собой или с поверхностями контейнеров. Этот явление под названием спиновая релаксация ограничивает точность и стабильность таких приборов. Ранее для решения этой проблемы требовалось создание слабых магнитных полей и сложной экранировки.
Новая методика предлагает иной подход: вместо магнитных полей используется свет. Лазерное излучение помогает выстроить спины атомов в одну линию, что позволяет им оставаться синхронизированными, даже при хаотичном движении частиц. Это состояние устойчиво к декогеренции, то есть утрате квантовой информации.
В ходе экспериментов с теплым паром цезия эта методика позволила уменьшить скорость распада спинов в 10 раз и значительно повысить чувствительность к магнитным полям.
По мнению специалистов, данное открытие может привести к созданию более компактных и точных квантовых сенсоров, магнитометров и устройств для хранения информации.
Ранее исследователям удалось впервые воспроизвести космические лучи в лабораторных условиях.