Разделяне на заряда на електрона на три части – художествена

Разделяне на заряда на електрона на три елементи – художествена идея
(източник: Eric Anderson/University of Washington)

В устрема си да основат квантови компютри, които работят с по-малко неточности, учените се пробват да “разделят ” електроните на квазичастици с доста висока резистентност на външни разстройства. За прогрес в тази област оповестява сп. Nature and Science.

Изследователи от Вашингтонския университет настояват, че са разкрили признаци на обещаващи топологични кубити – аниони. И преди този момент учените предлагаха да се употребяват топологични квантови калкулации и аниони като кубити, само че до практическо и даже пробно използване на концепцията не се стигна. Ново изобретение дава обещание пробив в това направление.

В общия случай топологичното квантово пресмятане включва потребление на топологични кубити, които се разграничават от елементарните кубити по това, че имат доста висока резистентност на външни разстройства. А това значи, че квантовата система ще бъде свободна от неточности даже при значителен брой кубити.

Американските учени оповестяват за надеждно разкриване на признаци на фракционния резултат на Хол (FQAH). Откритието бележи първата и най-обещаваща стъпка в построяването на резистентен на неточности кубит, защото FQAH положенията могат да съдържат всевъзможни странни “квазичастици ”, които имат единствено дребна част от заряда на електрона.
още по темата
Някои типове аниони могат да се употребяват за основаване на по този начин наречените “топологично сигурни ” кубити, устойчиви на всевъзможни дребни местни разстройства, предвижда по-рано съветският физик Алексей Китаев. Той предложи за ролята на топологичните кубити да се употребяват двумерни топологични етапи с аниони, в които се следи резултата на Хол.

Откритието на американските учени в действителност слага нова парадигма за бъдещето на квантовата физика с частични възбуждания, споделя Ксиадонг Ксу, водещ създател на публикациите, бележит професор по физика, материалознание и инженерство във Вашингтонския университет.

Учените са съумели да реализират декларирания резултат при опит с две „ люспи “ от двуизмерен полупроводников материал като молибденовия телурид (MoTe2). Една плоча с дебелина на атом е сложена върху друга и леко завъртяна, тъй че атомните решетки да образуват моаре. В резултат на това електроните се подреждат в конструкция, която възпроизвежда нова екзотична форма на материя със свои лични свойства.

Новата конструкция демонстрира магнетизъм без използване на външно магнитно поле. И в случай че при естествени условия са нужни най-силните магнитни полета за появяването на квантовия резултат на Хол, което поставя завършек на практическата стойност на явлението, то в новото положение на материята вътрешният магнетизъм води до появяването на този резултат и на аниони ( “разделянето ” на заряда на взаимодействащите електрони на дробни и постоянни части).

От това произтича стабилността на кубитите и опцията за тяхното обвързвано или объркано положение – всичко, което е належащо за устойчиво квантово пресмятане. Освен това препоръчаната платформа дава обещание да помогне в проучването на други не по-малко екзотични квазичастици, също препоръчани от Китаев като претенденти за топологични кубити – неабелеви аниони.

„ Новият вид топологичен кубит ще бъде фундаментално друг от тези, които могат да бъдат основани в този момент “, споделя докторантът по физика на Университета на Вашингтон Ерик Андерсън, водещ създател на публикацията в Science и съавтор на публикацията в Nature.

„ Странното държание на неабеловите аниони би ги направило доста по-надеждни като платформа за квантови калкулации “, счита ученият.