从核磁共振机器到计算机存储用的硬盘，磁性在我们社会的许多发明中发挥了关键的作用。在量子计算的新领域，磁相互作用可以在传递量子信息方面发挥作用。

在美国能源部(DOE)阿贡国家实验室的一项新研究中，科学家们已经实现了将两个遥远的磁性设备间进行有效的量子耦合，这些设备可以承载某种称为磁振子的磁激发。当电流产生磁场时，就会发生这些激发。耦合允许磁振子交换能量和信息。这种耦合也可能有助于创建新的量子信息技术设备。

该研究的作者、阿贡高级科学家Valentine Novosad说：“磁振子的远程耦合是使用磁系统进行量子工作的第一步——或者也可以说几乎是先决条件。我们展示了这些磁振子在远距离上即时相互交流的能力。”

这种瞬时通信不需要在受光速限制的磁振子之间发送消息，它类似于物理学家所说的量子纠缠。基于该研究的论文发表在近期的《物理评论快报》上。

继2019年的一项研究之后，该研究团队试图创建出一种系统，这种系统允许磁激励在超导电路中远距离相互交流。这或将使磁振子有可能成为一种量子计算机的基础。可用量子计算机的基本基础是需要研究人员将粒子耦合并能长时间的保持耦合。

为了实现强耦合效应，该团队的研究人员构建了一个超导电路，并在电路上嵌入了两个小型的钇铁石榴石磁球(一种具有多项磁特性的氧化铁合成晶体)。这种支持磁激发的材料可确保磁球进行高效和低损耗的耦合。

这两个球体都磁耦合到了电路中的一个共享超导谐振器，该谐振器就像电话线一样在两个球体之间产生强耦合，即使它们彼此相距近1厘米——这是它们直径距离的30倍。

该研究的主要作者、阿贡材料科学家Yi Li说：“这是一项重大的成就。在磁振子和超导谐振器之间也可以观察到类似的效果，但这次我们是在两个磁振子耦合的谐振器之间进行的，它们没有直接相互作用。耦合来自于两个球体和共享超导谐振器之间的间接相互作用。”

对2019年研究的另一项改进是涉及磁共振器中磁振子更长的相干性。Novosad说：“如果你在山洞里说话，你可能会听到回声。回声持续的时间越长，连贯性就越长。”

Yi Li补充说：“以前，我们肯定看到了磁振子和超导谐振器之间的关系。但在这项研究中，由于使用了球体，它们的相干时间要长得多，这就是为什么我们可以看到彼此分离的磁振子在相互交谈的证据。”

由于磁自旋高度集中在装置中，该研究可能导致研发出小型化的量子设备。Yi Li最后说道：“微小磁铁有可能掌握新量子计算机的秘密。”（编译:Qtech）