Новый материал может помочь в создании квантовых компьютеров.

Сверхпроводники-это материалы, в которых ток течет, не встречая сопротивления. Как правило, его дорога односторонняя, но недавно обнаружил материал, в котором ток может течь в двух направлениях одновременно.

Этом необычном nadprzewodnikiem является так называемый b-Bi2Pd построенный из кристаллического висмута и pallady. Когда из тонкого слоя материала uformujemy кольцо, окажется, что ток потечет в нем одновременно в направлении по часовой стрелке и к нему противном. Исследователи феномена предполагают, что оно найдет применение в следующем поколении квантовых компьютеров, которые, благодаря непосредственному использованию законов квантовой физики смогут выполнять вычисления гораздо быстрее, чем их современные аналоги.

„Superpozycja токов, текущих в противоположных направлениях” может служить основой для реализации kubitu, объясняет Yufan Ли, физик из Университета джона Хопкинса и первый автор опубликованной работы. В то время как бит в классическом компьютере может одновременно находиться только в одном из двух состояний, его квантовый аналог, кубит может находиться в суперпозиции двух состояний (как в знаменитом парадоксе Шредингера с котом, живым и мертвым одновременно). Kubity позволяют увеличить производительности вычислений, так как они содержат больше информации.

Kubity nadprzewodnikowe, которые разработаны на сегодняшний день, требуют магнитного поля точного значения. Наоборот кольца с b-Bi2Pd, которые разработал Li с командой, являющиеся исполнением nadprzewodnikowego kubitu потоковой, не требует внешних магнитов, чтобы ток протекал в обоих направлениях. Исследователи убеждают, что это свойство должно привести к „качественный скачок” в нынешней технологии kubitów. „Наши kubity работают без магнитного поля, – объясняет Ли. – Это существенное упрощение в разработке схемы и его калибровки.”

Возможно также, что специфические свойства b-Bi2Pd позволят наблюдать явления, свидетельствующие о существовании kwazicząstek ожидаемых по теории, так называемых фермионов Majorany, которые являются своими собственными antycząstkami. (Antycząstka и соответствующая ей частица имеют одинаковую массу, но их заряд противоположного знака.) Ли объясняет, что в таком случае сверхпроводником можно было бы использовать для реализации в случае чисто теоретической сорта kubitów, которые были бы устойчивыми на шум, поступающий из окружающей среды за счет пространственного разделения компонентов.

Однако строить какие-либо kubitów на основе колец b-Bi2Pd это, скорее, достаточно отдаленная перспектива. Джавад Shabani, физик из Нью-Йоркского Университета, который не участвовал в исследовании, поясняет, что при использовании колец из недавно открытого материала, в качестве kubitów является получение гораздо лучшего контроля над их поведением. „Нам нужно больше глаз, – говорит он, образно Shabani. – Не имея возможности управления кольцами, мы не сможем их использовать.”