Una rappresentazione visiva di un qubit, che possono esistere contemporaneamente tra due stati. Un famoso esempio di qubit è il gatto di Schrodinger, un ipotetico gatto che può essere sia vivo che morto. Allo stesso modo, un qubit di flusso, o un anello fatto di un materiale superconduttore, può avere corrente elettrica che scorre contemporaneamente sia in senso orario che antiorario. Attestazione:Yufan Li
Computer quantistici con la capacità di eseguire calcoli complessi, crittografare i dati in modo più sicuro e prevedere più rapidamente la diffusione dei virus, potrebbe essere più vicino grazie a una nuova scoperta dei ricercatori della Johns Hopkins.
"Abbiamo scoperto che un certo materiale superconduttore contiene proprietà speciali che potrebbero essere gli elementi costitutivi della tecnologia del futuro, "dice Yufan Li, un borsista post-dottorato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia della Johns Hopkins University e primo autore dell'articolo.
I risultati saranno pubblicati l'11 ottobre in Scienza .
I computer di oggi usano bit, rappresentato da una tensione elettrica o da un impulso di corrente, per memorizzare le informazioni. I bit esistono in due stati, "0" o "1". computer quantistici, basato sulle leggi della meccanica quantistica, utilizzare bit quantistici, o qubit, che non utilizzano solo due stati, ma una sovrapposizione di due stati.
Questa capacità di utilizzare tali qubit rende i computer quantistici molto più potenti dei computer esistenti quando risolvono determinati tipi di problemi, come quelli relativi all'intelligenza artificiale, sviluppo di farmaci, crittografia, modelli finanziari e previsioni meteorologiche.
Un famoso esempio di qubit è il gatto di Schrodinger, un ipotetico gatto che potrebbe essere contemporaneamente morto e vivo.
"Un più realistico, l'implementazione tangibile di qubit può essere un anello fatto di materiale superconduttore, noto come flusso qubit, dove possono esistere contemporaneamente due stati con correnti elettriche che scorrono in senso orario e antiorario, "dice Chia-Ling Chien, Professore di Fisica presso la Johns Hopkins University e un altro autore dell'articolo. Per esistere tra due stati, i qubit che utilizzano i superconduttori tradizionali richiedono l'applicazione di un campo magnetico esterno molto preciso su ciascun qubit, rendendoli così difficili da operare in modo pratico.
Nel nuovo studio, Li e colleghi hanno scoperto che un anello di β-Bi 2 Pd esiste già naturalmente tra due stati in assenza di un campo magnetico esterno. La corrente può circolare intrinsecamente sia in senso orario che antiorario, contemporaneamente, attraverso un anello di β-Bi 2 Pd.
Aggiunge Li:"Un anello di β-Bi 2 Pd esiste già allo stato ideale e non necessita di ulteriori modifiche per funzionare. Questo potrebbe essere un punto di svolta".
Il prossimo passo, dice Li, è cercare i fermioni di Majorana all'interno di β-Bi 2 Pd; I fermioni di Majorana sono particelle che sono anche antiparticelle di se stesse e sono necessarie per il prossimo livello di computer quantistici resistenti alle interruzioni:i computer quantistici topologici.
I fermioni di Majorana dipendono da un tipo speciale di materiale superconduttore - un cosiddetto superconduttore spin-tripletto con due elettroni in ciascuna coppia che allineano i loro spin in modo parallelo - che finora è stato elusivo per gli scienziati. Ora, attraverso una serie di esperimenti, Li e colleghi hanno scoperto che i film sottili di β-Bi 2 Pd ha le proprietà speciali necessarie per il futuro dell'informatica quantistica.
Gli scienziati devono ancora scoprire il superconduttore spin-tripletto intrinseco necessario per far progredire l'informatica quantistica, ma Li spera che la scoperta di β-Bi 2 Le proprietà speciali del Pd, porterà a trovare fermioni di Majorana nel materiale successivo.
"In definitiva, l'obiettivo è trovare e quindi manipolare i fermioni di Majorana, che è la chiave per ottenere un calcolo quantistico tollerante ai guasti per liberare veramente la potenza della meccanica quantistica, "dice Li.
