Los físicos de la Universidad de Viena resolvieron un problema difícil. Hicieron que los magnones vivieran cien veces más.
Los magnones son ondas de magnetización. Piense en ellos como ondas en el agua, excepto que el agua es un material magnético sólido. A diferencia de los fotones que atraviesan el vacío o la fibra de vidrio, estos permanecen encerrados dentro de los sólidos. Ese confinamiento es extrañamente útil. Sus longitudes de onda pueden reducirse a nanómetros. Esto significa que los circuitos magnónicos podrían eventualmente encajar en chips de teléfonos inteligentes.
Hay un problema. Siempre han muerto demasiado rápido.
¿Unos cientos de nanosegundos? Inútil para cálculos serios.
Ya no. Un equipo dirigido por Wiener midió la vida útil de los magnones hasta 18 microsegundos. Está publicado en Science Advances. Ese número puede parecer pequeño, pero en el tiempo cuántico es una eternidad. De repente, estas excitaciones se comportan menos como señales que se desvanecen y más como los confiables qubits superconductores que ejecutan los procesadores pesados de hoy en día. Podríamos estar ante una computadora cuántica lo suficientemente pequeña como para que quepa un centavo.
Los cristales fríos ocultan el límite.
Dos trucos lo cambiaron todo.
Primero, el equipo dejó de utilizar magnones uniformes de longitud de onda larga. Estos se destruyen por defectos superficiales. El cambio a versiones de longitud de onda corta evita esos obstáculos por completo. Los problemas superficiales solían acabar con la vida útil antes de que pudiera suceder algo interesante.
En segundo lugar, la temperatura importa.
Los investigadores arrojaron esferas de granate de hierro ytrio extremadamente puras en un criostato. Los enfriaron a 30 milikelvin. Apenas por encima del cero absoluto. El calor es el enemigo aquí. Los procesos térmicos normalmente destruyen los magnones rápidamente. Congelarlos detiene la descomposición.
El resultado fue inesperado.
El límite de vida no era una estricta ley de la física. Era sólo suciedad en el cristal.
Probaron tres esferas de diferente pureza. El patrón era claro. Un material más limpio equivale a una vida más larga. Incluso su muestra “más impura” batió récords mundiales anteriores. En realidad, esas son buenas noticias. No necesitamos nuevas teorías físicas. Sólo necesitamos una mejor ciencia de los materiales.
¿Qué necesita un chip ahora?
Una vida útil de 18 microsegundos cambia las reglas del juego.
Los magnones dejan de ser eslabones débiles. Se convierten en memoria. Se convierten en canales. Una única vía magnónica podría conectar cientos de qubits. Piense en ello como un autobús cuántico. Resuelve un dolor de cabeza de escalabilidad que ha estado molestando a los ingenieros durante años.
También son traductores universales. Debido a que se encuentran en un estado sólido, los magnones se comunican fácilmente con fonones, fotones y otras cuasipartículas. En las arquitecturas híbridas, las diferentes tecnologías cuánticas a menudo se niegan a hablar. Los magnones cierran la brecha.
“Vida ultralarga” es quedarse corto. Ahora se trata de densidad de interacción.
El camino a seguir es la fabricación, no la teoría. Haz que el YIG sea más limpio y las olas llegarán más lejos. Aún no hemos llegado a ese punto, pero el cuello de botella cambió. Ya no se trata de que la ola muera. Se trata del material que lo sostiene.
