Avançado, computadores quânticos tolerantes a falhas podem estar mais perto do alcance do que os cientistas projetaram, de acordo com avanços recentes relatados por pesquisadores da Johns Hopkins em um novo estudo publicado recentemente em Cartas de revisão física .

Os pesquisadores desenvolveram seu estudo anterior sobre a pesquisa de blocos de construção básicos de materiais chamados supercondutores com par spin-tripleto, que foram considerados muito raros. A rara propriedade do par spin-tripleto pode dar origem a um estado eletrônico exótico chamado férmions de Majorana, que podem ser usados ​​como bits quânticos tolerantes a falhas, uma unidade básica de trabalho para futuros computadores quânticos que podem eventualmente substituir os protótipos sujeitos a ruído em desenvolvimento pelo Google e IBM.

Um grande obstáculo é a raridade do material supercondutor de pares de trigêmeos. Para tornar as coisas ainda mais difíceis, a supercondutividade e seu mecanismo de emparelhamento subjacente são notoriamente conhecidos como as poucas propriedades físicas que não podem ser calculadas ou previstas. A busca de material deve continuar em grande parte por meio de tentativa e erro meticulosa, ignorado por qualquer orientação teórica.

A nova descoberta se concentra em um tipo particular de cristal, um supercondutor não centrossimétrico. Ao contrário da maioria dos materiais cristalinos comuns que demonstram simetria de inversão, isso é, uma estrutura de cristal que é indistinguível com sua imagem de inversão, esta classe especial de materiais quebra a simetria de inversão, exibindo uma imagem de inversão distinta dela mesma. Prevê-se que esta baixa simetria indique a presença do emparelhamento spin-tripleto, de outra forma indescritível. Esses materiais "inferiores" constituem uma mina potencialmente rica em materiais de construção de computadores quânticos. Contudo, falta evidência decisiva do emparelhamento spin-tripleto nesses cristais.

Usando um novo método experimental, os pesquisadores de Hopkins examinaram um protótipo deste supercondutor, α-BiPd. Seu experimento encontrou a presença da quantização de meio-inteiro altamente incomum de fluxo magnético em anéis policristalinos de α-BiPd, que compreende evidências inflamadas para o emparelhamento de spin-tripleto.

Esta nova descoberta pinta um futuro promissor e encorajador quando mais materiais de construção emergem de materiais com baixa simetria. O portfólio de material enriquecido pode acelerar o desenvolvimento de computadores quânticos tolerantes a falhas, e no futuro distante, inaugurar a computação quântica de propósito geral que pode atingir as pessoas comuns.