Oamenii de știință realizează o descoperire cuantică cu un nou tip de qubit

Qubiții topologici sunt explorați pentru a face descoperiri în dezvoltarea unui computer cuantic destinat aplicațiilor universale, dar nimeni nu a putut demonstra un bit cuantic de acest tip într-un laborator.

Într-o descoperire majoră, oamenii de știință de la Forschungszentrum Jülich au integrat cu succes un izolator topologic într-un qubit superconductiv convențional pentru prima dată.

Cercetarea a fost publicată în revista Nano Letters.

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

Rezolvarea problemelor cele mai complexe

Calculatoarele cuantice au un potențial enorm pentru viitor. Cu efecte cuantice, aceste mașini pot oferi soluții pentru unele dintre cele mai complexe probleme care nu pot fi procesate de calculatoarele convenționale într-un timp realist. Chiar și cu aceste noi descoperiri, utilizarea și implementarea pe scară largă a calculatoarelor 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 izolării sale complete de la mediul înconjurător.

Qubitul topologic

Din acest motiv, 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, ci și companii importante precum Microsoft. Qubitul topologic prezintă caracteristica specială de a fi protejat topologic. Structura geometrică a supraconductoarelor și proprietățile lor electronice speciale asigură, de asemenea, păstrarea informației cuantice.

Având în vedere aceste caracteristici, qubiții topologici sunt considerați extrem de robusti și în mare măsură imuni la sursele externe de decoerență. Ei au, de asemenea, timpuri de comutare rapide în comparație cu qubiții superconductori convenționali utilizați de companii precum Google (GOOGL ) și IBM.

Chiar și cu aceste progrese, cercetătorii nu sunt siguri dacă pot produce qubiți topologici din cauza lipsei unei baze materiale adecvate. Acest lucru înseamnă că experții nu pot genera experimental quasiparticulele speciale necesare. Aceste quasiparticule, sau stări Majorana, au putut fi demonstrate doar în teorie.

Cu toate acestea, acești qubiți hibrizi deschid posibilități complet noi și ar putea duce la crearea de materiale noi.