Ученые создали особый сверхпроводник

Ученые из Технологического Университета Чалмерса создали особый сверхпроводник, который в будущем поможет в создании топологических квантовых компьютеров. В своей разработке они использовали малоизученные до сих пор элементарные частицы – майораны.

В 1937 году итальянский физик-теоретик Этторе Майорана впервые выдвинул предположение о существовании особой частицы, которую в последствии назвали в его честь – майораной. От других элементарных частиц: протонов, электронов и кварков она отличается тем, что по своей сути является собственной античастицей. Это сложная субатомная частица, имеющая довольно большой потенциал в области квантовой передачи данных. До этого исследования считалось что майораны могут существовать только при определенных условиях и в очень редких случаях.

Чем же майораны могут быть полезны в квантовом компьютере? Дело в том что эти квазичастицы нечувствительны к декогеренции квантовых вычислений – нестабильности логического состояния других частиц и как следствие возможности потери информации в процессе вычислений.

Квантовая ячейка памяти способна находится в одном из четырех, а не двух как обычная магнитная или электрическая, состояниях. Отсюда и перспектива использования квантовых компьютеров так как они потенциально могут обрабатывать одновременно в сотни раз большие объемы информации. Но явление декогеренции – потери устойчивого состояния, препятствует развитию квантовой технологии.

Однако не достаточно лишь воссоздать майораны. Для того чтобы эти элементарные частицы существовали и их можно было использовать необходим особый топологический сверхпроводник – проводник, который имеет поверхностную проводимость для фермионов. И вот как раз ученым из Университета Чалмерса удалось создать такой сверхпроводник.

Для этого исследователи нанесли слой алюминия на топологический изолятор – теллурид висмута (Be₂Te₃). Правда дальнейшие опыты показали, что новый материал обладает сверхпроводимостью фермионов лишь в одном каком-то направлении. В других – это обычный проводник.

Тем не менее это уже огромный шаг на пути создания реально функционирующего квантового компьютера и ученые не собираются останавливаться на достигнутом.

Источник информации: Технологический Университет Чалмерса (www.chalmers.se)