A busca por partículas de Majorana como blocos de construção para um futuro computador está em andamento desde a primeira observação dessas partículas em Delft em 2012. Devido às suas propriedades físicas, um bit quântico baseado neles está protegido contra erros. Experimentalmente, Contudo, o controle e a realização dos estados de Majorana são muito desafiadores. Uma equipe internacional de cientistas, liderado por Attila Geresdi na QuTech agora demonstrou uma nova tecnologia que permite uma caracterização mais confiável para o controle futuro de partículas de Majorana. Eles publicam seus trabalhos em Física da Natureza .

Os estados de Majorana, partículas quânticas exóticas, só existem em circunstâncias muito específicas. Embora teoricamente proposto em 1938, eles foram observados pela primeira vez em um chip de estado sólido pelo grupo de Leo Kouwenhoven em 2012. 'O ingrediente principal é um nanofio coberto por uma camada supercondutora', explica Attila Geresdi, pesquisador principal do atual estudo. Essas partículas são os blocos de construção da computação quântica topológica, uma direção promissora em tecnologia quântica que é perseguida por vários grupos de pesquisa ao redor do mundo em colaboração com a Microsoft.

“A maioria dos estudos atuais dos estados de Majorana baseia-se na medição do fluxo de elétrons através do nanofio. No entanto, isso inevitavelmente destrói a informação quântica codificada nessas partículas, 'Geresdi explica. O grupo Delft colaborou com um grupo internacional de pesquisadores. Cientistas da Universidade de Yale forneceram conhecimento teórico dos dispositivos muito específicos feitos de nanofios ultralimpos fabricados em Copenhague. Os pesquisadores em Delft combinaram os nanofios com um espectrômetro no chip para demonstrar um método de medição que não perturbava o de Majorana.

'No futuro computador quântico, você quer que cada operação seja correta, 'diz Geresdi, 'os bits quânticos topológicos são intrinsecamente protegidos de erros, o que significa que se você realizar uma operação quântica, sempre funciona. ' Ainda existem grandes obstáculos no caminho para a computação quântica baseada em partículas de Majorana, mas este trabalho abre portas para um novo regime de experimentos quânticos. Geresdi:'Os desafios físicos e tecnológicos fundamentais para o controle dos estados de Majorana podem ser explorados usando nossos novos métodos.'