Физики добились топологической сверхпроводимости в джозефсоновском контакте. Это открытие способно ускорить создание квантовых компьютеров, устойчивых к ошибкам.
Топологически защищенные материалы, называемые также топологическими изоляторами, характеризуются сложной структурой энергетических зон. Благодаря этому на поверхности этих материалов проявляется проводимость. Электроны в таких материалах не рассеиваются внутри объёма, и их движение можно точно предсказать.
Благодаря этому свойству топологические проводники становятся перспективными для применения в качестве кубитов в квантовых компьютерах. Новое поколение материалов способно преодолеть проблему неустойчивости, с которой сталкиваются обычные кубиты.
Прорыв в этом направлении сделалиУченые из Нью-Йоркского университета проанализировали переход из обычного состояния сверхпроводимости в новое топологическое, измерив энергетический барьер между ними. В качестве модели использовали джозефсоновский контакт — соединение двух сверхпроводников, разделённых слоем диэлектрика. Создать его помогли два материала — алюминий и арсенид индия.
Ученые, выяснив величину энергии перехода, обратили внимание на майорановские фермионы — частицы, являющиеся одновременно своей же античастицей. Майорановские фермионы считаются лучшими кандидатами для роли кубитов, однако их получение до сих пор вызывает сложности. Расчеты американских физиков приближают к созданию двумерных платформ, на которых могли бы существовать стабильные майорановские фермионы.
Новые платформы позволят выполнять безопасные и быстрые вычисления на квантовых компьютерах. Ученые считают, что их исследования ведут к созданию масштабируемых топологических кубитов и управлению их состоянием.