Os pesquisadores desenvolvem um novo processo para estruturar materiais quânticos
p (a) Micrografia eletrônica de varredura obtida durante o processo de Jülich:é mostrada uma matriz durante a fabricação. O isolante topológico (indicado em vermelho) já foi depositado seletivamente. Em uma próxima etapa de fabricação, o supercondutor é depositado por meio da evaporação da máscara de sombra. Em preto e branco, vários sistemas de máscara podem ser identificados. Essas máscaras tornam possível fabricar os dispositivos quânticos desejados completamente sob condições de ultra-alto vácuo. (b) Em tais redes, os pesquisadores pretendem deslocar os chamados modos Majorana (representados por estrelas) ao longo dos traços definidos pelos isoladores topológicos, a fim de realizar operações quânticas protegidas topologicamente. Enquanto o Majorana azul e violeta permanecem na mesma posição (x, y) no espaço, o verde e o branco Majorana se enroscam durante o tempo, realizando um nó no espaço-tempo. Crédito:Forschungszentrum Jülich / Peter Schüffelgen
p A implementação de materiais quânticos em chips de computador fornece acesso a tecnologias fundamentalmente novas. Para construir computadores quânticos de alto desempenho, por exemplo, isoladores topológicos devem ser combinados com supercondutores. Esta etapa de fabricação está associada a uma série de desafios que agora foram resolvidos por pesquisadores de Jülich. Seus resultados são apresentados na edição atual da revista.
Nature Nanotechnology . p Os incas usavam nós em cordas em sua antiga escrita "Quipu" para codificar e armazenar informações. A vantagem:ao contrário da tinta em uma folha de papel, as informações armazenadas nos nós são robustas contra influências destrutivas externas, como a água. Os novos computadores quânticos também devem ser capazes de armazenar informações de forma robusta na forma de nós. Por esta, Contudo, nenhum cabo está atado, mas as quasipartículas são organizadas no espaço e no tempo.
p O que você precisa para construir essa máquina de nó quântico são novos materiais, os chamados materiais quânticos. Os especialistas falam de isoladores topológicos e supercondutores. O processamento desses materiais em componentes para computadores quânticos é um desafio em si, especialmente porque os isoladores topológicos são muito sensíveis ao ar.
p Cientistas do Forschungszentrum Jülich desenvolveram agora um novo processo que torna possível estruturar materiais quânticos sem expô-los ao ar durante o processamento. O "processo Jülich" torna possível combinar supercondutores e isolantes topológicos no ultra-alto vácuo e, assim, produzir componentes complexos.
p As primeiras medições em seus dispositivos mostram indicações dos estados de Majorana. "Majoranas" são precisamente as quasipartículas promissoras que serão amarradas nas redes mostradas de isoladores topológicos e supercondutores para permitir a computação quântica robusta. Em uma próxima etapa, os pesquisadores do Instituto Peter-Grünberg, junto com seus colegas de Aachen, Holanda e China, equipará suas redes com leitura e controle eletrônico, a fim de tornar os materiais quânticos acessíveis para aplicação.
