Майорановские состояния в движении: Комбинация сверхпроводника и квантовой точки управляет связанными состояниями Майораны

🚀 Ученые из QuTech в Делфте совершили прорыв в изучении квантовых вычислений!
Они объединили сверхпроводники и квантовые точки, чтобы наблюдать и управлять связанными состояниями Майораны — частицами, которые могут стать основой стабильных квантовых битов. Используя цепочку из трех связанных квантовых точек в двумерном электронном газе, исследователи продемонстрировали ключевые свойства Майораны, необходимые для создания квантовых систем нового поколения.

📑 Результаты опубликованы в журнале Nature.

🔍 Почему это важно?
Квантовые биты (кубиты) крайне нестабильны, что мешает созданию надежных квантовых компьютеров. Связанные состояния Майораны, предсказанные на краях одномерных сверхпроводящих систем, могут решить эту проблему благодаря своей топологической защите от ошибок.

💡 Проблема прошлых исследований
«Долгое время мы изучали гибридные системы на основе полупроводников и сверхпроводников, но они оказались слишком чувствительны к дефектам материала. Это мешало контролировать состояния Майораны», — объясняет руководитель исследования Сриджит Госвами.

🧩 Решение: возвращение к основам
Ученые обратились к модели Китаева (2000 г.), создав «цепочку» из искусственных атомов — квантовых точек. Это позволило систематически генерировать и изучать состояния Майораны с высокой точностью.

🔬 Как это работает?

  • Вместо одномерных структур использовали двумерный электронный газ (2DEG).

  • Средняя квантовая точка в цепочке действует как «переключаемый зазор», контролирующий стабильность состояний Майораны на краях.

  • «Когда мы убираем этот зазор, состояния на краях исчезают, как и предсказывал Китаев», — говорит первый автор работы Бас тен Хааф.

🔄 Управление Майораной
Ученые не только наблюдали частицы, но и научились перемещать их между квантовыми точками! Это ключ к созданию топологических кубитов, где информация кодируется через «плетение» траекторий Майораны.

🔮 Что дальше?

  • Планируется создать Т-образную структуру из шести квантовых точек для тестирования квантовых операций.

  • «Наша цель — не просто создать кубит, а понять, как взаимодействуют частицы Майораны и что с их помощью можно достичь», — подчеркивает Госвами.

🌐 Исследование проведено при участии Делфтского технического университета.

Источник: [Nature](https://www.nature.com/articles/s41586-025-08892-5)

Источник

Оставьте комментарий