Найден способ «расслышать» неуловимую частицу для квантового компьютера

Физики Национального исследовательского ядерного университета МИФИ разработали метод обнаружения трудноуловимых квазичастиц, который может ускорить создание квантовых компьютеров, сообщили в пресс-службе вуза ТАСС.

Исследователи теоретически показали, что добавление немагнитных примесей в обычный сверхпроводник не мешает, а способствует выявлению майорановских нулевых мод — квазичастиц с нулевой энергией, возникающих внутри сверхпроводников. В МИФИ пояснили, что квазичастицы не являются новыми частицами, а представляют собой возбуждения вещества, которые ведут себя как самостоятельные объекты. Майорановские нулевые моды рассматриваются как перспективные кандидаты на роль кубитов в квантовых компьютерах, поскольку их квантовые свойства защищают информацию от помех.

Главная сложность заключается в обнаружении этих мод: их сигналы теряются среди шума от других частиц с почти такой же энергией. Ранее ученые по всему миру пытались решать проблему, используя суперчистые и экзотические материалы. Физики из МИФИ предложили более простой подход, проверенный с помощью компьютерного моделирования.

Оказалось, что достаточно взять обычный сверхпроводник и добавить в него немагнитные примеси. Эти добавки создают эффект энергетического фильтра: паразитные частицы меняют энергию и удаляются от майорановской моды. В результате образуется четкий зазор между нужным сигналом и шумом, что позволяет зарегистрировать квазичастицу.

По словам заведующего кафедрой физики твердого тела и наносистем НИЯУ МИФИ, доктора физико-математических наук Михаила Маслова, открытие имеет фундаментальное значение и открывает путь к применению более доступных материалов для квантовых вычислений.

Читайте также: