科学者が新しいタイプの量子ビットで量子のブレークスルーを達成

トポロジカル量子ビットは、汎用アプリケーション向けに設計された量子コンピューターの開発における画期的な進歩をもたらすために研究されていますが、このような量子ビットを実験室で実証できた人は誰もいません。 

大きな進歩となるものとして、ユーリヒ教育センターの科学者たちは、トポロジカル絶縁体を従来の超伝導量子ビットに初めて統合することに成功しました。 

新しい研究がジャーナルに掲載されました ナノの手紙.

この研究グループは、ユーリヒ自動車博物館のピーター・グリュンベルク研究所（PGI-9）のピーター・シュッフェルゲン博士が率いました。

最も複雑な問題を解決する

量子コンピューターは将来に向けて大きな可能性を秘めています。量子効果を利用すれば、これらのマシンは、従来のコンピューターでは現実的な時間枠で処理できない最も複雑な問題のいくつかに対する解決策を提供できる可能性があります。これらの新たな進歩にもかかわらず、量子コンピューターの普及と実装には依然として多くの作業が必要です。

現在のマシンには通常、少数の量子ビットしか含まれておらず、エラーが発生しやすい傾向があります。 システムのサイズが大きくなるにつれて、システムを環境から完全に隔離することも難しくなります。 

トポロジカル量子ビット

このため、多くの専門家は、トポロジカル量子ビットと呼ばれる新しいタイプの量子ビットがこれらの問題を解決できることを期待しています。 この研究に取り組んでいるのは研究者だけではなく、マイクロソフトのような大手企業も同様です。 トポロジカル量子ビットは、トポロジカルに保護されるという特別な特徴を示します。 超伝導体の幾何学的構造とその特殊な電子材料特性により、量子情報も確実に保持されます。 

これらの特徴を考慮すると、トポロジカル量子ビットは非常に堅牢であり、外部のデコヒーレンス源の影響をほとんど受けないと考えられています。 また、Google や IBM などの企業が使用している従来の超伝導量子ビットと比較して、スイッチング時間も高速です。

これらの進歩があっても、適切な材料基盤が不足しているため、研究者らはトポロジカル量子ビットを生成できるかどうかまだ確信が持てない。 これは、専門家が必要な特別な準粒子を実験的に生成できないことを意味します。 これらの準粒子、またはマヨラナ状態は、理論的にのみ実証できています。 

そうは言っても、これらのハイブリッド量子ビットはまったく新しい可能性を切り開き、新しい材料の作成につながる可能性があります。