Vědci dosáhli kvantového průlomu s novým typem qubitu

Topologické qubity jsou zkoumány, aby dosáhly průlomu ve vývoji kvantového počítače pro univerzální aplikace, ale nikdo nedokázal prokázat kvantový bit jako tento v laboratoři.

Ve velkém průlomu vědci z Forschungszentrum Jülich úspěšně integrovali topologický izolátor do konvenčního supravodivého qubitu poprvé.

Nový výzkum byl zveřejněn v časopise Nano Letters.

Výzkumná skupina byla vedena Dr. Peterem Schüffelgenem na Peter Grünberg Institute (PGI-9) v Forschungszentrum Jülich

Řešení nejkomplexnějších problémů

Kvantové počítače mají obrovský potenciál pro budoucnost. S kvantovými efekty mohou tyto stroje dodat řešení pro některé z nejkomplexnějších problémů, které nemohou být zpracovány konvenčními počítači v realistickém časovém rámci. I s těmito novými pokroky stále vyžaduje široké použití a implementace kvantových počítačů mnoho práce.

Aktuální stroje obvykle obsahují pouze malé množství qubitů a jsou často náchylné k chybám. Jak se systém zvětšuje, tak se zvyšuje obtížnost úplného izolování od jeho prostředí.

Topologický qubit

Z tohoto důvodu mnoho odborníků doufá, že nový typ kvantového bitu zvaný topologický qubit může tyto problémy vyřešit. Výzkumníci nejsou jediní, kteří na tom pracují, ale také velké společnosti jako Microsoft. Topologický qubit má speciální vlastnost, že je topologicky chráněn. Geometrická struktura supravodivých materiálů a jejich speciální elektronické materiálové vlastnosti také zajišťují, že kvantová informace je uchována.

Vzhledem k těmto vlastnostem jsou topologické qubity považovány za extrémně robustní a téměř imunní vůči vnějším zdrojům dekoherence. Mají také rychlé přepínací časy ve srovnání s konvenčními supravodivými qubity používanými společnostmi jako Google (GOOGL ) a IBM.

I přes tyto pokroky jsou výzkumníci stále nejisté, zda mohou produkovat topologické qubity kvůli nedostatku vhodného materiálového základu. To znamená, že odborníci nemohou experimentálně generovat speciální kvaziparticles, které jsou potřebné. Tyto kvaziparticles, nebo Majoranova stavy, byly dosud pouze teoreticky prokázány.

S tím řečeno, tyto hybridní qubity otevírají zcela nové možnosti a mohou vést k vytvoření nových materiálů.