Físicos da Universidade de Uppsala, na Suécia, identificaram como distinguir entre estados de Majorana verdadeiros e "falsos" em uma das configurações experimentais mais comumente usadas, por meio de medições de supercorrente. Este estudo teórico é uma etapa crucial para o avanço do campo de supercondutores topológicos e aplicações dos estados de Majorana para computadores quânticos robustos. Novos experimentos testando essa abordagem são esperados a seguir.

Os estados de Majorana existem como estados de energia zero nas extremidades dos supercondutores topológicos (um tipo especial de supercondutores, materiais que conduzem com resistência zero quando resfriados perto da temperatura zero absoluta), onde os estados de baixa energia são robustos contra defeitos. Os estados de Majorana têm propriedades exóticas que os tornam candidatos promissores como qubits para computadores quânticos tolerantes a falhas. Contudo, em experimentos, também podem aparecer estados triviais de energia zero que imitam os estados de Majorana. A dificuldade em distinguir o verdadeiro e o "falso" de Majoranas é um problema que tem dificultado o progresso experimental neste campo de pesquisa e tem sido um espinho no lado dos especialistas.

Uma solução para este problema foi proposta em um estudo recente do grupo de Annica Black-Schaffer. Os autores simularam todo o sistema de uma das configurações experimentais mais comuns usadas em supercondutores topológicos de engenharia com a maior precisão possível e capturaram os efeitos principais de todos os componentes. Ao investigar a supercorrente (a corrente em supercondutores) entre dois supercondutores projetados, eles descobriram que há uma reversão de sinal na supercorrente devido ao estado de Majorana 'falso' trivial sob aplicação de campo magnético, ao passo que tal reversão de sinal não é produzida por verdadeiros estados de Majorana. Eles então concluíram que as supercorrentes oferecem uma ferramenta poderosa para a distinção inequívoca entre estados triviais e estados topológicos de Majorana.

"Este estudo ajuda e motiva experimentalistas para a identificação adequada de Majoranas topológicas usando medições de supercorrente. Nosso estudo mostra que precisamos realizar uma modelagem mais exata, "diz Jorge Cayao, pesquisador de pós-doutorado na Uppsala University.

"É crucial ter certeza de que realmente projetamos estados de Majorana e não alguns estados triviais. Este estudo apresenta uma maneira de fazer isso por meio de medições de supercorrente, "diz Oladunjoye Awoga, Ph.D. estudante da Uppsala University.