Результаты работы ученых позволят создавать более стабильные и защищенные от ошибок квантовые компьютеры.

Команда физиков-теоретиков из университета Индианы и Индийского технологического института Канпур обнаружила ключевые свойства тока в сверхпроводниках, которые могут стать важным шагом к созданию стабильных квантовых компьютеров. Исследование описывает Флоке-майорановские фермионы — квантовые состояния, которые могут устойчиво существовать и контролироваться в сверхпроводниках под воздействием периодически включаемого внешнего источника энергии.

Фермионы Майораны, впервые описанные в 1937 году итальянским физиком Этторе Майораной, представляют собой частицы, которые необычны тем, что являются собственными античастицами. Эти частицы вызывают интерес ученых, так как могут существовать в виде возбуждений на поверхности топологических сверхпроводников. Такие фермионы могут сохранять информацию в децентрализованной форме, что защищает ее от локальных помех и температурных колебаний — основной причины нестабильности квантовых компьютеров.

Такие компьютеры обладают мощным потенциалом, но их разработка сталкивается с вызовом дестабилизации квантовых битов, или кубитов, из-за декогеренции — процесса, при котором их состояния нарушаются под воздействием окружающей среды. Обычно, для работы кубитов необходимы экстремально низкие температуры, что делает их очень энергоемкими и сложными в поддержке. В этом исследовании команда под руководством профессора Бабака Сераджеха предложила использовать фермионы Майораны в качестве потенциального решения проблемы стабильности вычислений. Их уникальные свойства можно контролировать с помощью внешнего энергетического воздействия, чтобы стабилизировать кубиты.