Китайские ученые сделали открытие в области квантовых вычислений

Необычную микроскопическую структуру в сверхпроводнике следующего поколения, которая может повысить производительность квантовых компьютеров в будущем создали китайские ученые, сообщает 9 июня издание Yicai Global.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, описывается упорядоченная и настраиваемая решетка нулевых мод Майораны (MZM). MZM, квазичастицы, каждая из которых является античастицей сама по себе, могут использоваться в качестве строительных блоков для построения кубитов, квантового аналога классических битов в квантовом компьютере.

В отличие от классических кубитов, состоящих только из значений нуля и единицы, кубиты находятся в когерентной одновременной комбинации обоих состояний из-за странного явления в квантовом мире, называемого суперпозицией. Они позволяют вычислениям работать быстрее, чем классические, в экспоненциальном масштабе.

Однако квантовым компьютерам приходится справляться с тем, как производить высококачественные кубиты, поскольку их квантовые состояния имеют тенденцию быстро превращаться в классические из-за возмущения окружающей среды, что существенно сокращает время работы квантового компьютера и приводит к просчетам.

Некоторые ученые обнаружили, что MZM потенциально может выдержать процесс коллапса, называемый «декогерентностью», вплетая кубиты в свою вихревую структуру.

В 2018 году исследователи под руководством Гао Хунцзюня из Института физики Китайской академии наук с помощью туннельной микроскопии обнаружили MZM в сверхпроводящем сплаве на основе железа, одном из высокотемпературных сверхпроводников следующего поколения.

В новом исследовании команда Гао сообщила о формировании большой высокоупорядоченной и настраиваемой решетки MZM в сплаве на основе железа, включающем литий, железо и мышьяк.

Они обнаружили в структуре «топологические вихри», и более 90% вихрей обладают характеристиками изолированных MZM в центре вихря, образуя упорядоченную решетку MZM с плотностью и геометрией, перестраиваемой внешним магнитным полем, согласно исследованию.

По словам исследователей, результаты показывают многообещающие возможности создания платформы на основе MZM для будущих квантовых вычислений.