Физикам удалось добиться топологической сверхпроводимости в джозефсоновском контакте. Это открытие может способствовать созданию квантовых компьютеров, устойчивых к ошибкам.
Материалы, обладающие сложной структурой энергетических зон, называют топологически защищенными или топологическими изоляторами. Эта структура обуславливает появление проводящего состояния на поверхности материала. В таких материалах электроны не подвержены рассеянию в объеме, что позволяет точно контролировать направление их движения.
Благодаря этому свойству топологические проводники представляются многообещающими кандидатами для создания кубитов в квантовых компьютерах. Кубиты, как правило, характеризуются нестабильностью, однако использование новых материалов способно решить эту проблему.
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.
Определив энергию перехода, исследователи обратили внимание на майорановские фермионы – частицы, обладающие свойством быть одновременно и античастицей. Эти фермионы считаются наиболее перспективными кандидатами для создания кубитов. Тем не менее, их получение до сих пор представляет собой сложную задачу. Согласно расчетам, выполненным американскими физиками, появляется возможность приблизиться к созданию двумерных структур, в которых могут существовать стабильные майорановские фермионы.
Новые платформы обладают потенциалом для использования в квантовых компьютерах, что позволит обеспечить безопасные и быстрые вычисления. Ученые утверждают, что их разработка прокладывает дорогу к созданию масштабируемых топологических кубитов и возможности управления их состоянием.