Международная команда ученых нашла простой, но эффективный способ защитить атомы от потери информации — ключевую проблему на пути к созданию устойчивых квантовых технологий. Вместо громоздких магнитных экранов ученые использовали всего один точно настроенный лазерный луч, чтобы синхронизировать спины (квантовые характеристики) атомов и замедлить их «забывчивость». Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
В квантовых сенсорах и памяти атомы часто теряют ориентацию своих магнитных спинов — особенно при столкновениях друг с другом или со стенками сосуда. Этот процесс, называемый спиновой релаксацией, ограничивает точность и стабильность устройств. Ранее для борьбы с этим приходилось создавать слабые магнитные поля и использовать сложную экранировку.
Новая методика обходит эти ограничения: вместо магнитов используется свет. Лазерное излучение выстраивает их спины в одну линию — так, чтобы они оставались синхронизированными даже при хаотичном движении. Полученное состояние устойчиво к декогеренции, то есть потере квантовой информации.
В экспериментах с теплым паром цезия этот метод уменьшил скорость распада спинов в 10 раз и значительно повысил чувствительность к магнитным полям.
По мнению ученых, разработка открывает путь к более компактным и точным квантовым сенсорам, магнитометрам и устройствам хранения информации.
