Investigadores de la Universidad de Copenhague han descubierto una nueva forma de desarrollar la superconductividad topológica que puede proporcionar una ruta útil hacia el uso de los modos cero de Majorana como base de los qubits para la información cuántica.
Un semiconductor en forma de lápiz, que mide solo unos pocos cientos de nanómetros de diámetro, es lo que las investigaciones del Centro para Dispositivos Cuánticos, Instituto Niels Bohr, de la Universidad de Copenhague, en colaboración con investigadores de Microsoft Quantum, han utilizado para descubrir una nueva ruta paraSuperconductividad topológica y modos cero de Majorana en un estudio publicado recientemente en ciencia .
La nueva ruta que descubrieron los investigadores utiliza el devanado de fase alrededor de la circunferencia de un superconductor cilíndrico que rodea a un semiconductor, un enfoque que llaman "un avance conceptual".
"El resultado puede proporcionar una ruta útil hacia el uso de los modos cero de Majorana como base de qubits protegidos para la información cuántica. No sabemos si estos cables serán útiles, o si solo las ideas serán útiles", diceCharles Marcus, profesor de Villum Kann Rasmussen en el Instituto Niels Bohr y director científico de Microsoft Quantum Lab en Copenhague.
"Lo que hemos encontrado parece ser una forma mucho más fácil de crear modos cero Majorana, donde puede activarlos y desactivarlos, y eso puede hacer una gran diferencia", dice el investigador postdoctoral, Saulius Vaitiek? Nas, que erael experimentalista principal en el estudio.
Dos ideas conocidas combinadas
La nueva investigación combina dos ideas ya conocidas utilizadas en el mundo de la mecánica cuántica: los superconductores topológicos basados en vórtice y la superconductividad topológica unidimensional en nanocables.
"La importancia de este resultado es que unifica diferentes enfoques para comprender y crear superconductividad topológica y modos cero Majorana", dice la profesora Karsten Flensberg, directora del Centro de Dispositivos Cuánticos.
Mirando hacia atrás en el tiempo, los hallazgos pueden describirse como una extensión de una pieza de física de 50 años conocida como el efecto Little-Parks. En el efecto Little-Parks, un superconductor en forma de carcasa cilíndrica se ajusta aun campo magnético externo, enhebrando el cilindro saltando a un "estado de vórtice" donde la función de onda cuántica alrededor del cilindro lleva un giro de su fase.
Charles M. Marcus, Saulius Vaitiekėnas y Karsten Flensberg del Instituto Niels Bohr en el Microsoft Quantum Lab en Copenhague.
Lo que se necesitaba era un tipo especial de material que combinara nanocables semiconductores y aluminio superconductor. Esos materiales se desarrollaron en el Centro de Dispositivos Cuánticos en los últimos años. Los cables particulares para este estudio fueron especiales para que la carcasa superconductora rodeara completamente elsemiconductores. Estos fueron desarrollados por el profesor Peter Krogstrup, también en el Centro de Dispositivos Cuánticos y Director Científico del Laboratorio de Materiales Cuánticos de Microsoft en Lyngby.
La investigación es el resultado de la misma pregunta científica básica que a través de la historia ha llevado a muchos grandes descubrimientos.
"Nuestra motivación para ver esto en primer lugar fue que parecía interesante y no sabíamos qué pasaría", dice Charles Marcus sobre el descubrimiento experimental, que se confirmó teóricamente en la misma publicación. Sin embargo, la ideapuede indicar un camino hacia adelante para la computación cuántica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Copenhague . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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