StolicaMedia, 26 февраля. Международная группа ученых с участием исследователей МИЭМ ВШЭ показала, что немагнитные примеси могут облегчить обнаружение майорановских мод — квантовых состояний, которые рассматриваются как основа будущих квантовых вычислений. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Research (18+). Об этом говорится в пресс-релизе НИУ ВШЭ, который имеется в распоряжении ИА StolicaMedia.
Ученые изучили редкие квантовые состояния — майорановские моды, возникающие в некоторых сверхпроводниках внутри магнитных вихрей. Эти состояния привлекают внимание физиков, поскольку устойчивы к внешним помехам и могут использоваться для создания надежных кубитов — базовых элементов квантовых компьютеров.
Главная сложность заключается в том, что в экспериментах майорановские сигналы часто маскируются другими близкими по энергии квантовыми состояниями. Ранее исследователи пытались уменьшить количество примесей в материалах, чтобы выделить нужный сигнал, однако такие системы оказывались сложными для воспроизводства.
Считаем плату за воду, свет и газ: 1 простое объяснение формул из квитанции ЖКХ
Команда специалистов из МФТИ, МИЭМ ВШЭ, МИФИ и Сорбонны предложила иной подход. С помощью компьютерного моделирования они выяснили, что немагнитные дефекты в сверхпроводниках способны сдвигать уровни обычных состояний, практически не влияя на майорановскую моду. В результате расстояние между нужным сигналом и фоновыми эффектами увеличивается, а нулевой пик в спектре становится более заметным.
Авторы подчеркивают, что речь идет именно о немагнитных примесях: магнитные дефекты, напротив, нарушают сверхпроводимость и осложняют измерения. Новый подход позволяет работать с более распространенными материалами без необходимости искать редкие системы.
"Наша работа предлагает более практичный способ получать и обнаруживать моды Майораны. Вместо охоты за уникальными материалами мы делаем ставку на управляемые дефекты в более доступных системах. И надеемся, что это ускорит прогресс в создании квантового компьютера на топологических майорановских состояниях", — сказал автор исследования, директор Центра квантовых метаматериалов МИЭМ ВШЭ Алексей Вагов.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда и Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.
