Scienziati fanno una scoperta quantistica con un nuovo tipo di qubit

I qubit topologici stanno essere esplorati per fare scoperte nel campo dello sviluppo di un computer quantistico progettato per applicazioni universali, ma nessuno è stato in grado di dimostrare un bit quantico come questo in laboratorio.

In una scoperta importante, scienziati del Forschungszentrum Jülich hanno integrato con successo un isolante topologico in un qubit superconduttore convenzionale per la prima volta.

La nuova ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nano Letters.

Il gruppo di ricerca è stato guidato dal dottor Peter Schüffelgen presso l’Istituto Peter Grünberg (PGI-9) del Forschungszentrum Jülich

Risolvere i problemi più complessi

I computer quantistici hanno un enorme potenziale per il futuro. Con gli effetti quantistici, queste macchine potrebbero fornire soluzioni per alcuni dei problemi più complessi che non possono essere elaborati dai computer convenzionali in un tempo realistico. Anche con queste nuove scoperte, l’uso e l’implementazione diffusi dei computer quantistici richiedono ancora molto lavoro.

Le macchine attuali contengono di solito solo un piccolo numero di qubit e sono spesso soggette a errori. Man mano che il sistema aumenta di dimensioni, aumenta anche la difficoltà di isolare completamente l’ambiente.

Il qubit topologico

Per questo motivo, molti esperti sperano che un nuovo tipo di bit quantico chiamato qubit topologico possa risolvere questi problemi. I ricercatori non sono gli unici a lavorare su questo, ma anche grandi aziende come Microsoft. Il qubit topologico presenta la caratteristica speciale di essere protetto topologicamente. La struttura geometrica dei superconduttori e le loro proprietà elettroniche speciali assicurano anche che le informazioni quantistiche vengano mantenute.

Date queste caratteristiche, i qubit topologici sono considerati estremamente robusti e largamente immuni alle fonti esterne di decoerenza. Hanno anche tempi di commutazione rapidi rispetto ai qubit superconduttivi convenzionali utilizzati da aziende come Google (GOOGL ) e IBM.

Anche con questi progressi, i ricercatori sono ancora incerti se possano produrre qubit topologici a causa della mancanza di una base materiale adeguata. Ciò significa che gli esperti non possono generare sperimentalmente le quasiparticelle speciali necessarie. Queste quasiparticelle, o stati di Majorana, sono state dimostrate solo in teoria.

Detto ciò, questi qubit ibridi stanno aprendo nuove possibilità e potrebbero portare alla creazione di nuovi materiali.