QuTech-Forscher erzeugten Majorana-Teilchen in einer zweidimensionalen Ebene, indem sie Geräte mit Supraleitern und Halbleitern entwickelten und so bisher unzugängliche Experimente ermöglichten. Dieser Fortschritt könnte zu stabilen, topologisch geschützten Majorana-Qubits führen, was dem Quantencomputing erheblich zugute kommen würde.
Forscher haben eine 2D-Methode zur Herstellung von Majorana-Teilchen entwickelt, um das Quantencomputing mit stabilen und effizienten Qubits zu verbessern.
QuTech-Forscher haben eine Methode zur Erzeugung von Majorana-Partikeln in einer zweidimensionalen Ebene entdeckt. Dies erreichten sie durch die Entwicklung von Geräten, die die synergistischen Eigenschaften von Supraleitern nutzen Halbleiter. Die Vielseitigkeit dieser neuen 2D-Plattform ermöglicht bisher unzugängliche Erlebnisse mit Majoranas. Die Ergebnisse sind im Review detailliert aufgeführt Natur.
Quantencomputer funktionieren grundlegend anders als klassische Computer. Während klassische Computer Bits als grundlegende Informationseinheit verwenden, die 0 oder 1 sein können, verwenden Quantencomputer Qubits, die gleichzeitig in den Zuständen 0, 1 oder beides existieren können. Dieses Superpositionsprinzip könnte in Kombination mit neuen Quantenalgorithmen es Quantencomputern ermöglichen, bestimmte Probleme viel effizienter zu lösen als klassische Computer. Allerdings sind die Qubits, die diese Quanteninformationen speichern, von Natur aus fragiler als klassische Bits.
Eigenstabile Qubits
Majorana-Qubits basieren auf topologisch geschützten Materiezuständen. Das bedeutet, dass kleine lokale Störungen den Qubit-Zustand nicht zerstören können. Diese Robustheit gegenüber äußeren Einflüssen macht Majorana-Qubits äußerst wünschenswert Quanten-Computingda die in diesen Zuständen kodierte Quanteninformation über viel längere Zeiträume stabil bleiben würde.
Majorana-Partikel in zwei Dimensionen
Die Herstellung eines vollständigen Majorana-Qubits erfordert mehrere Schritte. Die erste davon ist die Fähigkeit, Majoranas zuverlässig zu entwerfen und zu zeigen, dass sie tatsächlich die besonderen Eigenschaften besitzen, die sie zu vielversprechenden Kandidaten für Qubits machen. Zuvor verwendeten Forscher von QuTech, einer Zusammenarbeit zwischen der TU Delft und TNO, einen eindimensionalen Nanodraht, um einen neuen Ansatz zur Untersuchung von Majoranas durch die Schaffung einer Kitaev-Kette zu demonstrieren. Bei diesem Ansatz wird eine Reihe von Halbleiter-Quantenpunkten über Supraleiter verbunden, um Majoranas zu erzeugen.
Die Ausweitung dieses Ergebnisses auf zwei Dimensionen hat mehrere wichtige Implikationen. Erstautor Bas ten Haaf erklärt: „Indem wir die Kitaev-Kette in zwei Dimensionen implementieren, zeigen wir, dass die zugrunde liegende Physik universell und plattformunabhängig ist.“ » Sein Kollege und Co-Erstautor Qingzheng Wang fügt hinzu: „Angesichts der seit langem bestehenden Herausforderungen im Zusammenhang mit der Reproduzierbarkeit in der Majorana-Forschung sind unsere Ergebnisse wirklich ermutigend. »
Weg zu Majorana-Qubits
Die Fähigkeit, Kitaev-Ketten in zweidimensionalen Systemen zu erstellen, eröffnet Majoranas zukünftiger Forschung mehrere Möglichkeiten. Der leitende Forscher Srijit Goswami erklärt: „Ich denke, wir sind jetzt in der Lage, interessante Forschungen zu Majoranas durchzuführen, um ihre grundlegenden Eigenschaften zu untersuchen. Beispielsweise kann man die Anzahl der Standorte in der Kitaev-Kette erhöhen und den Schutz von Majorana-Partikeln systematisch untersuchen. Längerfristig sollte uns die Flexibilität und Skalierbarkeit der 2D-Plattform ermöglichen, über konkrete Strategien zur Schaffung von Majorana-Netzwerken nachzudenken und diese mit den Hilfselementen zu integrieren, die zum Steuern und Lesen eines Majorana-Qubits erforderlich sind.
