Los investigadores de QuTech crearon partículas de Majorana en un plano bidimensional mediante el desarrollo de dispositivos que utilizan superconductores y semiconductores, lo que permitió realizar experimentos que antes eran inaccesibles. Este avance podría conducir a qubits Majorana estables y topológicamente protegidos, lo que beneficiaría significativamente a la computación cuántica.
Los investigadores han innovado un método 2D para producir partículas de Majorana, con el objetivo de mejorar la computación cuántica con qubits estables y eficientes.
Los investigadores de QuTech han descubierto un método para crear partículas de Majorana en un plano bidimensional. Lo lograron diseñando dispositivos que utilizan las propiedades sinérgicas de los superconductores y semiconductores. La versatilidad de esta nueva plataforma 2D permite experiencias que antes eran inaccesibles con Majoranas. Los resultados se detallan en la revisión. Naturaleza.
Las computadoras cuánticas funcionan de manera fundamentalmente diferente a las computadoras clásicas. Mientras que las computadoras clásicas usan bits como unidad básica de información, que puede ser 0 o 1, las computadoras cuánticas usan qubits, que pueden existir en un estado de 0, 1 o ambos simultáneamente. Este principio de superposición, combinado con nuevos algoritmos cuánticos, podría permitir que las computadoras cuánticas resuelvan ciertos problemas de manera mucho más eficiente que las computadoras clásicas. Sin embargo, los qubits que almacenan esta información cuántica son intrínsecamente más frágiles que los bits clásicos.
Qubits intrínsecamente estables
Los qubits de Majorana se basan en estados de la materia topológicamente protegidos. Esto significa que pequeñas perturbaciones locales no pueden destruir el estado del qubit. Esta robustez a las influencias externas hace que los qubits de Majorana sean muy deseables para computación cuánticaya que la información cuántica codificada en estos estados permanecería estable durante periodos mucho más largos.
Partículas de Majorana en dos dimensiones.
Producir un qubit Majorana completo requiere varios pasos. El primero de ellos es la capacidad de diseñar Majoranas de forma fiable y demostrar que efectivamente poseen las propiedades especiales que las convierten en candidatas prometedoras para los qubits. Anteriormente, investigadores de QuTech, una colaboración entre TU Delft y TNO, utilizaron un nanocables unidimensional para demostrar un nuevo enfoque para estudiar Majoranas mediante la creación de una cadena de Kitaev. En este enfoque, se conecta una cadena de puntos cuánticos semiconductores a través de superconductores para producir Majoranas.
Ampliar este resultado a dos dimensiones tiene varias implicaciones importantes. El primer autor, Bas ten Haaf, explica: “Al implementar la cadena Kitaev en dos dimensiones, demostramos que la física subyacente es universal e independiente de la plataforma. » Su colega y coautor principal Qingzheng Wang añade: “Dados los desafíos de larga data relacionados con la reproducibilidad en la investigación de Majorana, nuestros resultados son realmente alentadores. »
Camino a los qubits de Majorana
La capacidad de crear cadenas de Kitaev en sistemas bidimensionales abre varias vías para la investigación futura de Majorana. El investigador principal Srijit Goswami explica: “Creo que ahora estamos en una posición en la que podemos realizar una investigación interesante sobre Majoranas para probar sus propiedades fundamentales. Por ejemplo, se puede aumentar el número de sitios en la cadena Kitaev y estudiar sistemáticamente la protección de las partículas de Majorana. A más largo plazo, la flexibilidad y escalabilidad de la plataforma 2D debería permitirnos pensar en estrategias concretas para crear redes Majorana e integrarlas con los elementos auxiliares necesarios para controlar y leer un qubit Majorana.
