Con su insensibilidad a la decoherencia, lo que se conoce como partículas de Majorana podría convertirse en bloques de construcción estables de una computadora cuántica. El problema es que solo ocurren en circunstancias muy especiales. Ahora los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han logrado fabricar un componente que escapaz de albergar las partículas buscadas.
Los investigadores de todo el mundo están luchando por construir una computadora cuántica. Uno de los grandes desafíos es superar la sensibilidad de los sistemas cuánticos a la decoherencia, el colapso de las superposiciones. Por lo tanto, una pista dentro de la investigación de la computadora cuántica es hacer uso de lo que se conoce comoPartículas de Majorana, también llamadas fermiones de Majorana. Microsoft también está comprometido con el desarrollo de este tipo de computadora cuántica.
Los fermiones de Majorana son partículas muy originales, muy diferentes a las que componen los materiales que nos rodean. En términos muy simplificados, pueden verse como medio electrón. En una computadora cuántica, la idea es codificar información en un par de fermiones de Majorana queestán separados en el material, lo que debería, en principio, hacer que los cálculos sean inmunes a la decoherencia.
Entonces, ¿dónde encuentras fermiones Majorana?
En materiales de estado sólido, solo parecen ocurrir en lo que se conoce como superconductores topológicos, un nuevo tipo de superconductor que es tan nuevo y especial que casi nunca se encuentra en la práctica. Pero un equipo de investigación en la Universidad Tecnológica de Chalmers estáahora entre los primeros en el mundo en presentar resultados que indican que realmente han tenido éxito en la fabricación de un superconductor topológico.
"Nuestros resultados experimentales son consistentes con la superconductividad topológica", dice Floriana Lombardi, profesora del Laboratorio de Física de Dispositivos Cuánticos en Chalmers.
Para crear su superconductor no convencional, comenzaron con lo que se llama un aislante topológico hecho de telururo de bismuto, Be2Te3. Un aislador topológico es principalmente solo un aislante, en otras palabras, no conduce corriente, pero conduce corriente de una manera muyde manera especial en la superficie. Los investigadores han colocado una capa de un superconductor convencional en la parte superior, en este caso aluminio, que conduce la corriente completamente sin resistencia a temperaturas realmente bajas.
"El par de electrones superconductores luego se filtra en el aislante topológico que también se convierte en superconductor", explica Thilo Bauch, profesor asociado de física de dispositivos cuánticos.
Sin embargo, todas las mediciones iniciales indicaron que solo tenían una superconductividad estándar inducida en el aislador topológico Bi2Te3. Pero cuando enfriaron el componente nuevamente más tarde, para repetir rutinariamente algunas mediciones, la situación cambió repentinamente, las características de los pares superconductoresde electrones variados en diferentes direcciones.
"Y eso no es compatible en absoluto con la superconductividad convencional. De repente ocurrieron cosas inesperadas y emocionantes", dice Lombardi.
A diferencia de otros equipos de investigación, el equipo de Lombardi usó platino para ensamblar el aislante topológico con el aluminio. Los ciclos repetidos de enfriamiento dieron lugar a tensiones en el material ver imagen a continuación, lo que provocó que la superconductividad cambiara sus propiedades.
Después de un intenso período de análisis, el equipo de investigación pudo establecer que probablemente habían logrado crear un superconductor topológico.
"Para aplicaciones prácticas, el material es principalmente de interés para aquellos que intentan construir una computadora cuántica topológica. Nosotros mismos queremos explorar la nueva física que yace oculta en los superconductores topológicos; este es un nuevo capítulo en física", dice Lombardi.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Chalmers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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