Топологическая сверхпроводимость: новое открытие поможет разработать квантовые компьютеры, защищенные от ошибок
Топологически защищенными, или топологическими изоляторами, называют материалы, в которых наблюдается сложная структура энергетических зон.
Благодаря этому на их поверхности возникает проводящее состояние. Электроны в таких материалах не могут рассеиваться в объеме, и их направление движения можно точно определить.
Это свойство топологических проводников делает их перспективными в использовании в качестве кубитов в квантовых компьютерах. Кубиты обычно страдают от неустойчивости, но новые материалы могут это исправить.
Прорыв в этом направлении сделали ученые из Нью-Йоркского университета. Они проанализировали переход из обычного состояния сверхпроводимости в новое топологическое, измерив энергетический барьер между ними. В качестве модели, на которой проводились исследования, ученые использовали джозефсоновский контакт - соединение двух сверхпроводников, между которыми находится слой диэлектрика. Его создали, используя два материала - алюминий и арсенид индия.
Получив величину энергии перехода, ученые сосредоточили свое внимание на майорановских фермионах - частицах, которые одновременно являются своей же античастицей. Майорановские фермионы - лучшие кандидаты на роль кубитов. Однако до сих пор их оказывается очень трудно получить. Расчеты американских физиков позволяют на шаг приблизиться к созданию двумерных платформ, на которых было бы возможно существование стабильных майорановских фермионов.
Именно такие новые платформы смогут применяться в квантовых компьютерах для обеспечения безопасных и быстрых вычислений. По словам ученых, их работа открывает путь для построения масштабируемых топологических кубитов и манипулирования их состояниями.
Благодаря этому на их поверхности возникает проводящее состояние. Электроны в таких материалах не могут рассеиваться в объеме, и их направление движения можно точно определить.
Это свойство топологических проводников делает их перспективными в использовании в качестве кубитов в квантовых компьютерах. Кубиты обычно страдают от неустойчивости, но новые материалы могут это исправить.
Прорыв в этом направлении сделали ученые из Нью-Йоркского университета. Они проанализировали переход из обычного состояния сверхпроводимости в новое топологическое, измерив энергетический барьер между ними. В качестве модели, на которой проводились исследования, ученые использовали джозефсоновский контакт - соединение двух сверхпроводников, между которыми находится слой диэлектрика. Его создали, используя два материала - алюминий и арсенид индия.
Получив величину энергии перехода, ученые сосредоточили свое внимание на майорановских фермионах - частицах, которые одновременно являются своей же античастицей. Майорановские фермионы - лучшие кандидаты на роль кубитов. Однако до сих пор их оказывается очень трудно получить. Расчеты американских физиков позволяют на шаг приблизиться к созданию двумерных платформ, на которых было бы возможно существование стабильных майорановских фермионов.
Именно такие новые платформы смогут применяться в квантовых компьютерах для обеспечения безопасных и быстрых вычислений. По словам ученых, их работа открывает путь для построения масштабируемых топологических кубитов и манипулирования их состояниями.
