Un team di fisici ha scoperto un nuovo stato della materia, una svolta che promette di aumentare le capacità di archiviazione nei dispositivi elettronici e migliorare l'informatica quantistica.

"La nostra ricerca è riuscita a rivelare prove sperimentali per un nuovo stato della materia:la superconduttività topologica, "dice Javad Shabani, un assistente professore di fisica alla New York University. "Questo nuovo stato topologico può essere manipolato in modi che potrebbero sia velocizzare il calcolo nell'informatica quantistica che aumentare lo storage".

La scoperta, riportato in un articolo su arXiv, è stato condotto con Igor Zutic presso l'Università di Buffalo e Alex Matos-Abiague presso la Wayne State University.

Il lavoro è incentrato sul calcolo quantistico, un metodo in grado di eseguire calcoli a velocità notevolmente più elevate rispetto al calcolo convenzionale. Questo perché i computer convenzionali elaborano bit digitali sotto forma di 0 e 1 mentre i computer quantistici distribuiscono bit quantistici (qubit) per tabulare qualsiasi valore compreso tra 0 e 1, innalzando in modo esponenziale la capacità e la velocità di elaborazione dei dati.

Nella loro ricerca, Shabani e i suoi colleghi hanno analizzato una transizione dello stato quantistico dal suo stato convenzionale a un nuovo stato topologico, misurare la barriera energetica tra questi stati. Hanno integrato questo misurando direttamente le caratteristiche distintive di questa transizione nel parametro d'ordine che governa la nuova fase di superconduttività topologica.

Qui, hanno concentrato l'indagine sulle particelle di Majorana, che sono le loro stesse antiparticelle, sostanze con la stessa massa, ma con la carica fisica opposta. Gli scienziati vedono il valore nelle particelle di Majorana a causa del loro potenziale per memorizzare informazioni quantistiche in uno spazio di calcolo speciale in cui le informazioni quantistiche sono protette dal rumore ambientale. Però, non esiste un materiale ospite naturale per queste particelle, noti anche come fermioni di Majorana. Di conseguenza, i ricercatori hanno cercato di progettare piattaforme, ovvero nuove forme di materia, su cui questi calcoli potrebbero essere condotti.

"La nuova scoperta della superconduttività topologica in una piattaforma bidimensionale apre la strada alla costruzione di qubit topologici scalabili non solo per memorizzare informazioni quantistiche, ma anche per manipolare gli stati quantistici che sono privi di errore, " osserva Shabani.