Ученые добились прорыва в квантовой физике с новым типом кубита

Топологические кубиты исследуются для достижения прорывов в разработке квантового компьютера для универсальных применений, но никто не смог продемонстрировать квантовую биту, подобную этой, в лаборатории.

В том, что является значительным прорывом, ученые из Forschungszentrum Jülich впервые успешно интегрировали топологический изолятор в конвенциональный сверхпроводящий кубит.

Новое исследование было опубликовано в журнале Nano Letters.

Исследовательская группа была возглавлена доктором Петером Шюффельгеном в институте Петера Грюнберга (PGI-9) Forschungszentrum Jülich

Решение самых сложных проблем

Квантовые компьютеры имеют огромный потенциал для будущего. С квантовыми эффектами эти машины могут доставить решения для некоторых из самых сложных проблем, которые не могут быть обработаны конвенциональными компьютерами в реалистичном временном интервале. Даже с этими новыми достижениями, широкое использование и реализация квантовых компьютеров все еще требует много работы.

Текущие машины обычно содержат только небольшое количество кубитов и часто подвержены ошибкам. По мере увеличения размера системы увеличивается и сложность полной изоляции от окружающей среды.

Топологический кубит

Из-за этого многие эксперты надеются, что новый тип квантовой биты, называемый топологическим кубитом, может решить эти проблемы. Исследователи не единственные, кто работает над этим, но также и крупные компании, такие как Microsoft. Топологический кубит имеет особую особенность – быть топологически защищенным. Геометрическая структура сверхпроводников и их специальные электронные материалы также обеспечивают сохранение квантовой информации.

Учитывая эти особенности, топологические кубиты считаются чрезвычайно прочными и в значительной степени устойчивыми к внешним источникам декогеренции. Они также имеют быстрые времена переключения по сравнению с конвенциональными сверхпроводящими кубитами, используемыми компаниями, такими как Google (GOOGL ) и IBM.

Даже с этими прогрессами исследователи все еще не уверены, смогут ли они произвести топологические кубиты из-за отсутствия подходящей материальной основы. Это означает, что эксперты не могут экспериментально генерировать специальные квантовые частицы, необходимые для этого. Эти квантовые частицы, или состояния Майораны, были продемонстрированы только в теории.

Однако эти гибридные кубиты открывают совершенно новые возможности и могут привести к созданию новых материалов.