Os computadores quânticos têm o potencial de superar todos os sistemas convencionais de computação. Duas implementações físicas promissoras para o armazenamento e manipulação de informações quânticas são os modos eletromagnéticos de circuitos supercondutores e os spins de pequenos números de elétrons presos em pontos quânticos semicondutores.

Uma equipe de pesquisadores liderada pelo laboratório de Michel Devoret, o Professor Frederick W. Beinecke de Física Aplicada, demonstrou experimentalmente um novo bit quântico ("qubit") que funde essas duas plataformas, com o potencial de assumir os aspectos benéficos de ambos. Os resultados são publicados hoje em Ciência .

O qubit consiste no spin de uma quasipartícula supercondutora individual presa em uma junção de Josephson. Devido a um acoplamento spin-órbita na junção, a supercorrente fluindo através da junção depende do estado de spin da quase-partícula.

"Fomos capazes de mostrar como aproveitar esta supercorrente dependente de spin para obter detecção de spin e manipulação de spin coerente, "disse Max Hays, um Ph.D. estudante no laboratório de Devoret, e principal autor do estudo.

Este trabalho também representa um avanço significativo para nossa compreensão e controle dos níveis de Andreev. Os níveis de Andreev são microscópicos, estados eletrônicos que existem em todas as junções Josephson; eles são a origem microscópica do famoso efeito Josephson, em que uma corrente flui sem qualquer tensão. Em heteroestruturas supercondutor-semicondutor, como as junções de nanofios investigadas neste experimento, Os níveis de Andreev são os estados pais dos modos Majorana (estados especiais nos quais as duas "metades" de um elétron são separadas). Portanto, este experimento também é importante para os esforços para realizar o processamento de informações topológicas baseado em Majorana.