Die Quantenforschung vereinigt zwei Ideen, die einen alternativen Weg zur topologischen Supraleitung bieten

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Forscher der Universität Kopenhagen haben in Zusammenarbeit mit Microsoft-Quantenforschern einen bleistiftförmigen Halbleiter mit einem Durchmesser von nur wenigen hundert Nanometern verwendet, um einen neuen Weg zu topologischer Supraleitung und Majorana-Nullmodi aufzudecken.

Die Studie wurde kürzlich in Science veröffentlicht.Der neue Weg, den die Forscher entdeckten, nutzt die Phasenwicklung um den Umfang eines zylindrischen Supraleiters, der einen Halbleiter umgibt – ein Ansatz, den sie als konzeptionellen Durchbruch bezeichnen.”Das Ergebnis könnte einen nützlichen Weg zur Verwendung von Majorana-Nullmodi als Basis geschützter Qubits für Quanteninformation bieten.

Wir wissen nicht, ob diese Drähte selbst nützlich sein werden oder ob nur die Ideen nützlich sein werden”, sagt Charles Marcus, Villum Kann Rasmussen Professor am Niels-Bohr-Institut und wissenschaftlicher Direktor des Microsoft Quantum Lab in Kopenhagen.Was sie berichten, scheint eine viel einfachere Möglichkeit zu sein, Majorana-Nullmodi zu schaffen, in denen sie ein- und ausgeschaltet werden können, so der Postdoc-Forschungsstipendiat Saulius Vaitiekenas, der der leitende Experimentalphysiker der Studie war.

Zwei bekannte Ideen kombiniertDie neue Forschung verbindet zwei bereits bekannte Ideen, die in der Welt der Quantenmechanik verwendet werden: Vortex-basierte topologische Supraleiter und eindimensionale topologische Supraleitung in Nanodrähten.”Die Bedeutung dieses Ergebnisses liegt darin, dass es verschiedene Ansätze zum Verständnis und zur Erzeugung von topologischer Supraleitung und Majorana-Nullmodi vereint”, sagt Professor Karsten Flensberg, Direktor des Center for Quantum Devices.Die Ergebnisse können als eine Erweiterung des Little-Parks-Effekts beschrieben werden, der vor 50 Jahren von Physikern entdeckt wurde.

Beim Little-Parks-Effekt passt sich ein Supraleiter in Form einer zylindrischen Hülle an ein äußeres Magnetfeld an und führt den Zylinder durch einen Sprung in einen “Vortex-Zustand”, in dem die Quanten-Wellenverbindung um den Zylinder eine Verdrehung seiner Phase trägt.

Die Forscher brauchten eine….

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