Физики смогли измерить время жизни магнонов до 18 микросекунд
Физикам удалось привести магноны в такое состояние, при котором время жизни магнонов увеличилось почти в 100 раз. Магноны, имеющие время жизни 18 микросекунд, превращаются из промежуточных звеньев с потерями в надежные квантовые запоминающие устройства и каналы связи с низкими потерями на чипе. Долгоживущие магноны становятся надежными носителями квантовой информации, сравнимыми со сверхпроводящими кубитами, используемыми в современных ведущих квантовых процессорах. Результаты исследования недавно были опубликованы в журнале Science Advances.
Рис. Геометрия эксперимента. Источник: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aee2344
Ключом к этому прорыву стало сочетание двух идей. Во-первых, вместо обычных однородных магнонов команда возбуждала коротковолновые магноны, которые по своей природе нечувствительны к поверхностным дефектам в кристалле — именно к тем дефектам, которые ограничивали время жизни во всех предыдущих экспериментах. Во-вторых, исследователи охладили сверхчистые сферы иттриевого граната в криостате со смешанной фазой до температуры всего 30 милликельвинов — доли градуса выше абсолютного нуля. При такой экстремальной температуре все тепловые процессы, которые обычно разрушают магноны, фактически замерзают.
Фото. Справа налево: Ростислав Серха, Андрей Чумак, Давид Шмолл и Себастьян Кнауэр стоят перед криостатом. Это устройство используется для создания и стабилизации чрезвычайно низких температур. Фото: Ян Эм
Было показано, что оставшийся предел времени жизни магнона определяется не фундаментальным законом природы, а мельчайшими примесями в кристалле. Были протестированы три сферы различной чистоты, и результат оказался очевидным: чем чище материал, тем дольше живет магнон. Даже наименее чистый образец превзошел все предыдущие рекорды. Это означает, что дальнейший прогресс — это вопрос материаловедения, а не открытия новых физических явлений, и путь впереди открыт для всех.
