Российский ученый сделал новый шаг к созданию квантового компьютера

Журнал Nano Letters опубликовал новую статью, авторы которой предлагают найти новый дизайн эксперимента по обнаружению и исследованию фермионов Майораны. Одним из авторов статьи является российский ученый из Московского физико-технического института Игорь Батов.

Фермионы Майораны — это частицы, являющиеся античастицами сами себе. Они вполне могут стать основой для разработки устойчиво работающих квантовых компьютеров.

Реализованные в экспериментах кубиты не всегда могут хранить информацию даже время, необходимое для обработки данных, и ученые намерены решить данную проблему при помощи кубитов, реализованных на основе фермионов Майораны.

Отметим, что существование фермионов Майораны в настоящее время остается экспериментально неподтвержденным, однако физики-теоретики предсказывают, что имеется возможность обнаружить квазичастицы, ведущие себя как фермионы Майораны.

Одна из перспективных твердотельных систем для наблюдения фермионов Майораны - субмикронная планарная гибридная структура сверхпроводник - полупроводниковая нанопроволока. Считается, что в такой структуре фермионы Майораны формируются на концах полупроводниковой нанопроволоки, которая находится в контакте со сверхпроводником.

Игорь Батов и его коллеги предложили принципиально новый дизайн структур на основе полупроводниковых нанопроволок для экспериментов по обнаружению и исследованию фермионов Майораны.

В частности, они изготовили структуры, в которых полупроводниковая нанопроволока является мостом между двумя сверхпроводящими электродами с существенно различными критическими температурами и критическими магнитными полями перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние.

В ходе работы экспериментально были реализованы асимметричные гибридные структуры на основе полупроводниковой нанопроволоки из арсенида индия и сверхпроводящих электродов из алюминия и ниобия.

Так как критическая температура и критическое магнитное поле для алюминиевого электрода существенно меньше, чем соответствующие температура и магнитное поле для ниобиевого электрода, то эксперимент предоставляет возможность исследовать электронный транспорт в структуре.