Американские и немецкие учёные впервые получили изображения майорановского фермиона — частицы, которая является собственной античастицей. Открытие позволит создать кубиты для квантовых компьютеров.
К майорановским фермионам относят частицы, демонстрирующие свойства своих античастиц. Это означает наличие противоположных знаков электрического и цветового заряда у них, а также некоторая разность в квантовых числах. В более широком смысле, майорановскими фермионами можно считать некоторые квазичастицы — комбинации из нескольких частиц, возникающие при передаче электрического заряда, например, в сверхпроводниках.
Именно такие структуры удалось запечатлетьКоманде физиков из Университета Иллинойса в Чикаго и Гамбургского университета удалось создать сверхпроводник с топологическим узлом на основе рениевого материала.
Пропускание тока через материал вызывает появление майорановских фермионов на границах железных островков. Ученые обнаружили эти квазичастицы с помощью сканирующего туннельного микроскопа, который обеспечивает высокое разрешение изображения поверхности образца благодаря игле с атомарным кончиком для измерения расстояния до атомов материала.
Этот метод позволил исследователям наблюдать неуловимые квазичастицы и изучить некоторые их физические свойства. Авторы исследования утверждают, что оно приблизит к созданию эффективных кубитов для квантового компьютера. Ученые считают стабильностью майорановских фермионов одним из самых привлекательных параметров для такой цели. В отличие от большинства систем, применяемых сегодня в качестве кубитов, эти квазичастицы могут долгое время находиться в одном состоянии и «запоминать» свое исходное положение.
Ученые считают следующим шагом проектирование майорановских кубитов на чипах и управление ими для увеличения мощности квантовых вычислительных систем. созданныеСкорость этих процессов скоро увеличится на 200 раз благодаря квантовым вентилям.