Oamenii de știință fac o descoperire cuantică cu un nou tip de Qubit

Qubiții topologici sunt explorați pentru a face progrese în dezvoltarea unui computer cuantic conceput pentru aplicații universale, dar nimeni nu a fost capabil să demonstreze un bit cuantic ca acesta într-un laborator. 

În ceea ce este o descoperire majoră, oamenii de știință de la Forschungszentrum Jülich au integrat cu succes un izolator topologic într-un qubit supraconductor convențional pentru prima dată. 

Noua cercetare a fost publicată în jurnal Nano Scrisori.

Grupul de cercetare a fost condus de Dr. Peter Schüffelgen de la Institutul Peter Grünberg (PGI-9) din Forschungszentrum Jülich

Rezolvarea celor mai complexe probleme

Calculatoarele cuantice au un potențial extraordinar pentru viitor. Cu efecte cuantice, aceste mașini ar putea oferi soluții pentru unele dintre cele mai complexe probleme care nu pot fi procesate de computerele convenționale într-un interval de timp realist. Chiar și cu aceste noi progrese, utilizarea și implementarea pe scară largă a computerelor cuantice necesită încă multă muncă.

Mașinile actuale conțin de obicei doar un număr mic de qubiți și sunt adesea predispuse la erori. Pe măsură ce sistemul crește în dimensiune, crește și dificultatea de a-l izola complet de mediul său. 

Qubitul topologic

Din această cauză, mulți experți speră că un nou tip de bit cuantic numit qubit topologic poate rezolva aceste probleme. Cercetătorii nu sunt singurii care lucrează la acest lucru, dar și companii importante precum Microsoft. Qubitul topologic prezintă caracteristica specială de a fi protejat topologic. Structura geometrică a supraconductorilor și proprietățile lor speciale ale materialelor electronice asigură, de asemenea, păstrarea informațiilor cuantice. 

Având în vedere aceste caracteristici, qubiții topologici sunt considerați extrem de robusti și în mare măsură imuni la sursele externe de decoerență. De asemenea, au timpi de comutare rapidi în comparație cu qubiții supraconductori convenționali utilizați de companii precum Google și IBM.

Chiar și cu aceste progresii, cercetătorii sunt încă nesiguri dacă pot produce sau nu qubiți topologici din cauza lipsei unei baze materiale adecvate. Aceasta înseamnă că experții nu pot genera experimental cvasiparticulele speciale necesare. Aceste cvasiparticule, sau stări Majorana, au putut fi demonstrate doar în teorie. 

Acestea fiind spuse, acești qubiți hibrizi deschid noi posibilități și ar putea duce la crearea de noi materiale.