Нечувствительность к декогерентности делает майорановские частицы потенциальными стабильными строительными блоками для квантовых компьютеров. Проблема в том, что они появляются только в специфических обстоятельствах Теперь исследователи из Технологического университета Чалмерса преуспели в разработке компонента, способного выступить в роли носителя частиц.
Одна из основных сложностей в создании квантового компьютера – преодоление чувствительности системы к декогерентности, возникающей при распаде суперпозиций. Потенциальным решением считается использование майорановских частиц или фермионов. Именно на их основе, отмечает eurekalert.org, пообещал построить квантовый компьютер Microsoft.
Майорановские частицы могут рассматриваться как половинки электронов. Идея квантового компьютера основана на кодировании информации в пару фермионов, разделенных в материале. Теоретически, это защитит вычисления от декогерентности.
В твердых структурах фермионы появляются только в топологических сверхпроводниках – новом классе материалов, пока еще редко применяющемся на практике. Команда профессора Флорианы Ломбарди из Технологического университета Чалмерса, вероятно, первой в мире успешно изготовила такое изделие. Результаты исследования представлены в Nature Communications.
Группа начала работу с топологического изолятора из теллурида висмута, Be2Te3. Он специфическим образом выводит ток на поверхность. Исследователи поместили на изолятор слой нетрадиционного сверхпроводника (в этом случае — алюминия). Он проводит ток полностью без сопротивления при низких температурах.
Сначала показатели были стандартными. Но, при повторном охлаждении для повторения измерений, ученые неожиданно увидели, что характеристики сверхпроводящих пар электронов менялись в разных направлениях. Уникальные свойства, вероятно, обеспечила платина, которой алюминий крепился к Be2Te3. Повторение циклов охлаждения увеличило напряжение в материалах, что привело к изменению свойств сверхпроводимости.
«С практической точки зрения структура в первую очередь интересна создателям топологического квантового компьютера. Мы, в свою очередь, хотим изучить новые физические свойства материала», — отмечает Ломбарди.