Se propone un método alternativo para lograr la superconductividad topológica

Según la investigación del equipo, que se publicó en la revista Science, este "avance conceptual" se logró mediante la colaboración con investigadores de Microsoft Quantum. Juntos, el equipo de investigación utilizó el devanado de fase alrededor de la circunferencia de un superconductor cilíndrico que rodea a un semiconductor.
Charles Marcus, del Instituto Niels Bohr, dijo: “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 ".

Un posible avistamiento

El trabajo de investigación explica que los modos cero de Majorana, cuasipartículas que se predice que ocurrirán en los superconductores topológicos, son prometedoras como un bloque de construcción para la computación cuántica topológica. Hoy en día, hay dos pioneros para la implementación física de Marjoranas: nanocables híbridos semiconductores-supercomputadoras y aisladores topológicos que están en contacto con un superconductor.
El artículo presenta una plataforma que combina elementos de ambos: un nanocable semiconductor envuelto por un superconductor. Al combinar los cálculos teóricos con sus propios experimentos, el equipo de investigación presenta su evidencia que, según los informes, es consistente con la aparición de los modos cero de Majorana.

Figuras que detallan las huellas dactilares de majorana en nanocables completos. Imagen acreditada a la Universidad de Copenhague, Instituto Niels Bohr

Combinando dos ideas conocidas

La investigación introduce un enfoque conceptualmente distinto para generar modos cero Majorana y utiliza dos ideas ya conocidas que ya se han utilizado en el mundo de la mecánica cuántica: superconductores topológicos basados ​​en vórtice y superconductividad topológica unidimensional en nanocables.
Al usar estas dos ideas, el resultado del equipo fue la presentación de "un nuevo camino" con hallazgos que se remontan alrededor de 50 años a una pieza de física conocida como el efecto Little-Parks.
Esencialmente, el efecto de Pequeños Parques dice que un superconductor en forma de carcasa cilíndrica se ajustará a un 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 .

Un camino hacia adelante para la computación cuántica

Para revelar este nuevo camino, se necesitaba un tipo especial de material que combinara nanocables semiconductores y aluminio superconductor. Estos se desarrollaron en el Centro de dispositivos cuánticos, al igual que los cables especiales con la carcasa superconductora que rodea completamente el semiconductor.
"Nuestra motivación para ver esto en primer lugar fue que parecía interesante y no sabíamos qué pasaría", dijo Marcus sobre el descubrimiento experimental, que se confirmó teóricamente en el mismo trabajo de investigación. No obstante, la idea puede indicar un camino hacia adelante para la computación cuántica.