La kvantuma buklo

Nova materialo povas helpi konstrui kvantumajn komputilojn. Superkondukantoj estas materialoj en kiuj elektro fluas sen renkonti reziston. Kutime ĝia vojo estas unudirekta, sed oni malkovris materialon, en kiu fluo povas flui en du direktoj samtempe. scienco (https://science.sciencemag.org/content/366/6462/238)

Ĉi tiu nekutima superkondukanto estas la tn b-Bi2Pdkonsistigita el kristala bismuto kaj paladio. Se ni formas ringon el maldika tavolo de materialo, rezultas, ke la fluo en ĝi samtempe fluos dekstrume kaj maldekstrume. La malkovrantoj de la fenomeno antaŭdiras, ke ĝi estos uzata en la sekva generacio de kvantumaj komputiloj, danke al la rekta uzo de la leĝoj de Kvantuma fiziko povos fari kalkulojn multe pli rapide ol iliaj modernaj kolegoj.

Bildfonto: Supermetita Qubit / Universitato Johns Hopkins

"La supermeto de fluoj fluantaj en kontraŭaj direktoj", klarigas Yufan Li, fizikisto de la Universitato Johns Hopkins kaj la unua aŭtoro de la publikigita verko. Dum iom en klasika komputilo povas esti nur en unu el la du ŝtatoj, ĝia kvantuma ekvivalento povas ekzisti en la supermeto de ambaŭ ŝtatoj (kiel en la fama paradokso de Schrödinger kun vivanta kaj mortinta kato samtempe). Qubits ebligas pliigi la efikecon de kalkuloj, ĉar ili enhavas pli da informoj.

Superkonduktaj materialoj ĝis nun projektitaj postulas precizan magnetan kampon. Kontraŭe, la b-Bi2Pd-ringoj, kiujn Li projektis kun la unuo kiel superkonduka kurenta unuo, ne bezonas iujn eksterajn magnetojn, por ke la fluo povu flui en ambaŭ direktoj. La esploristoj argumentas, ke ĉi tiu posedaĵo devas kaŭzi "kvalitan salton" en la nuna kvbita teknologio. Ĝi estas grava simpligo en la projektado de la cirkvito kaj ĝia kalibrado. "Eblas ankaŭ, ke la specifaj ecoj de b-Bi2Pd permesas al ni observi la fenomenojn, kiuj indikas la ekziston de teorie antaŭdiritaj kvazaŭpartikloj nomataj Majoranafermioj, kiuj estas iliaj propraj kontraŭpartikloj. Kontraŭpartiklo kaj la responda partiklo havas la saman mason, sed iliaj ŝargoj havas la kontraŭan signon).