研究人员成功地在原子的核心内开始了受控运动。他们促进了原子核与位于原子外壳之一的电子之间的相互作用。这个特定的电子可以通过扫描隧道显微镜的针头进行操纵和观察。这项研究的发现为在原子核内存储量子信息提供了可能性，使其不受外界干扰的影响。
来自荷兰代尔夫特理工大学的科学家们成功地在原子的核心实现了受控运动。他们成功地使原子核与原子最外层壳中的一个电子相互作用。这个电子可以通过扫描隧道显微镜的针头进行控制和检测。今天发表在《自然通讯》上的研究结果为在核内安全存储量子信息提供了新的可能性，保护其免受外部干扰。
几周以来，研究人员专注于一个单一的钛原子。“具体来说，是一个Ti-47原子，”首席研究员桑德·奥特解释道。“它比更常见的Ti-48少一个中子，因此具有轻微的磁性。”这种在量子术语中称为“自旋”的磁性，就像一个指南针指针一样，可以在不同方向上对齐。任何时刻自旋的状态代表了一片量子信息。
精准调谐
原子的核位于一个相对较大的空隙中，远离周围的轨道电子，通常对周围环境没有意识。然而，有一个例外：非常微弱的“超精细相互作用”允许核自旋受附近电子自旋的影响。“这说起来容易做起来难，”最近以优异成绩获得博士学位的卢卡斯·费尔德曼评论道。“超精细相互作用如此微妙，它仅在经过精确校准的磁场中才能发挥作用。”
电压脉冲
当所有实验条件都达到最佳时，研究人员施加一个电压脉冲，以打乱电子自旋的平衡，使两个自旋在短暂的时刻内一起振荡。“就像薛定谔预测的那样，”费尔德曼说。与这些实验配合，他进行了计算，令人惊讶的是与观察到的波动紧密匹配。预测与实际观察之间的强相关性表明，在电子与核之间的相互作用中没有量子信息丢失。
存储量子信息
有效的抵御外界因素使核自旋成为存储量子信息的有希望的候选者。这项持续的研究可能将这一潜力变为现实。然而，研究人员的主要动机不仅仅限于实际应用。奥特表示：“这个实验赋予人类在极其微小的尺度上影响物质的能力。对我来说，这一洞察力使得这项努力非常值得。”
