Uma equipe de físicos descobriu um novo estado da matéria - um avanço que oferece a promessa de aumentar os recursos de armazenamento em dispositivos eletrônicos e aprimorar a computação quântica.

"Nossa pesquisa teve sucesso em revelar evidências experimentais para um novo estado da matéria - supercondutividade topológica, "diz Javad Shabani, professor assistente de física na Universidade de Nova York. "Este novo estado topológico pode ser manipulado de maneiras que podem acelerar o cálculo na computação quântica e aumentar o armazenamento."

A descoberta, relatado em um artigo no arXiv, foi conduzido com Igor Zutic na University of Buffalo e Alex Matos-Abiague na Wayne State University.

O trabalho se concentra na computação quântica - um método que pode fazer cálculos em taxas significativamente mais rápidas do que a computação convencional. Isso ocorre porque os computadores convencionais processam bits digitais na forma de 0s e 1s, enquanto os computadores quânticos implantam bits quânticos (qubits) para tabular qualquer valor entre 0 e 1, elevando exponencialmente a capacidade e a velocidade do processamento de dados.

Em sua pesquisa, Shabani e seus colegas analisaram uma transição do estado quântico de seu estado convencional para um novo estado topológico, medir a barreira de energia entre esses estados. Eles complementaram isso medindo diretamente as características de assinatura dessa transição no parâmetro de ordem que governa a nova fase de supercondutividade topológica.

Aqui, eles focaram a investigação nas partículas de Majorana, que são suas próprias antipartículas - substâncias com a mesma massa, mas com a carga física oposta. Os cientistas veem valor nas partículas de Majorana por causa de seu potencial para armazenar informações quânticas em um espaço de computação especial, onde as informações quânticas são protegidas do ruído do ambiente. Contudo, não há material hospedeiro natural para essas partículas, também conhecido como férmions de Majorana. Como resultado, pesquisadores têm procurado projetar plataformas, ou seja, novas formas de matéria - nas quais esses cálculos poderiam ser realizados.

"A nova descoberta da supercondutividade topológica em uma plataforma bidimensional abre caminho para a construção de qubits topológicos escalonáveis ​​para não apenas armazenar informações quânticas, mas também para manipular os estados quânticos que estão livres de erros, "observa Shabani.