Ученые смогли показать стабильную частицу для квантовых процессоров

Показать изображения майорановских фермионов (частиц, являющихся одновременно собственной античастицей) удалось международной группе ученых из Германии и США 26 июля, сообщается в статье, вышедшей в журнале Science Advances.

Исследователи смогли получить изображение возникновения фермионов Майораны при помощи сканирующего туннельного микроскопа с разрешающей способностью до нескольких атомов. В основу опыта лег рениевый сверхпроводник, охлажденный до 360 микрокельвинов (температура чуть выше абсолютного нуля), на который были нанесены островки железа толщиной в один атом.

При пропускании тока через полученную структуру на границах железных островков удалось зафиксировать появление фермионов Майораны. Устойчивость этих частиц позволила не только получить их изображения, но и изучить пространственную структуру.

Исследователи считают, что майорановские фермионы открывают большие возможности для проектирования кубитов квантовых компьютеров. Показанные частицы выгодно отличает то, что они стабильны, могут долгое время находиться в одном состоянии и «запоминать» свое положение. Также ими можно манипулировать, меняя форму островков железа на поверхности сверхпроводника.

Читайте также: Microsoft рассказал о перспективах создания квантового компьютера

Напомним, фермион — это частица с полуцелым спином. В свою очередь, концепция фермиона Майораны, предложеная физиком Этторе Майораной в 1930 году, предполагает существование фермионов, которые являются одновременно частицей и античастицей. До определенного времени единственным фермионом Майораны считался нейтрино, где различие между частицей и античастицей определялось только спиральностью. В дальнейшем был предложен ряд других концепций существования майорановских фермионов, экспериментально не подтвержденных.

Читайте также: Движение атомов в четвертом измерении подтвердил эксперимент

В 2010-х годах начался ряд экспериментов по получению на практике «неуловимых» частиц. Результатом этих экспериментов стало получение майорановских структур на границе двухмерных структур магнит — сверхпроводник. Эти структуры и удалось визуализировать ученым.

Читайте также: Две предсказанные элементарные частицы обнаружены адронным коллайдером