Інкубатор Square Roots зробить вертикальні ферми масовими
1 Вересня , 2017
Створені крихітні мембранні антени, які забезпечать бездротовим зв’язком мініатюрну електроніку та медичні пристрої
2 Вересня , 2017

Отримані переконливі докази існування майоранівських ферміонів, квазічастинок, які можна використовувати в галузі квантових обчислень

В 1937 році італійський фізик Етторе Майорану (Ettore Majorana) теоретично обґрунтував можливість існування екзотичних квазічастинок, які одночасно є власними античастинками. Після цього був зроблений цілий ряд досліджень та експериментів, спрямованих на пошуки доказів цих квазічастинок, які отримали назву майоранівських ферміонів (Majorana fermions). Перші докази можливості їх існування були отримані в 2012 році дослідниками з Технологічного університету Дельфта (Delft University of Technology), Нідерланди. Для цього вчені використовували потік електронів, запущений у нанопровідник, розміщений поруч з ділянкою із надпровідного матеріалу.
Після експериментів 2012 року було проведено ще кілька експериментів, результати яких вказували на можливість існування майоранівських ферміонів. Проте всі ці експерименти, включаючи і перший, залишали лазівку для можливості альтернативного пояснення отриманих результатів. “До останнього часу не було отримано жодного переконливого та достовірного доказу існування майоранівських ферміонів” – розповідає Хао Жанг (Hao Zhang), дослідник з TU Delft.
Для пошуку доказів існування майоранівських ферміонів дослідники з Технологічного університету Дельфта, Технологічний університет Ейндховена (Eindhoven University of Technology), Нідерланди, і Каліфорнійського університету (University of California), Санта-Барбара, США, створили пристрій з перехрещених нанопровідників, які по вигляду нагадують символ хештегу (#). Чотири точки дотику нанопровідників являють собою місця, де майоранівські частинки можуть мінятись місцями, не контактуючи і не знищуючи один одного.
“Проведені нами експерименти дали результати, які містять унікальні дані, що мають відношення тільки до майоранівських ферміонів. І ці результати не можуть бути пояснені з точки зору будь-якої іншої альтернативної теорії” – розповідає Хао Жанг, – “Все це можна вважати як перший переконливий доказ існування майоранівських ферміонів”.
Майорановский кубит
Крім отримання доказів існування майоранівських ферміонів, дані дослідження надають докази можливості реалізації технологій так званих топологічних квантових обчислень, в яких роль квантових бітів, кубітів, будуть виконувати майоранівські квазічастинки. В топологічних квантових обчислювальних системах квантова інформація може міститись у вигляді квантового стану ферміону, а обробка інформації буде виконуватись шляхом її передачі від одного ферміону до іншого. Послідовність ланцюжка передачі інформації буде визначати вид (алгоритм) її обробки і при такому способі обробки ймовірність виникнення помилок набагато нижча ймовірності при роботі квантових обчислювальних систем іншого типу.
Мала ймовірність виникнення помилок є наслідком здатності майоранівських ферміонів перебувати в стані квантової суперпозиції протягом тривалого часу, в багато разів більшого, ніж час знаходження в стані квантової суперпозиції кубітів на основі іонів або фотонів. “Це є основною перевагою кубітів на основі майоранівських ферміонів порівняно з іншими типами кубітів” – розповідає Хао Жанг, – “А можливість тривалого збереження суперпозиції майоранівськими кубітами випливає через їх топологічну ізоляцію, яка виступає в ролі захисту від впливу зовнішніх факторів”.
Дослідники повідомили, що вони вже почали працювати в напрямку створення працездатних кубітів на базі майоранівських ферміонів. Ці кубіти стануть основою першого експериментального квантового чіпа з мікрохвильовим управлінням, за допомогою якого будуть проведені дослідження, результати яких визначать доцільність подальшої роботи в даному напрямку.

Першоджерело

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline