Avanzate, i computer quantistici tolleranti ai guasti potrebbero essere più vicini alla portata di quanto gli scienziati abbiano previsto, secondo i recenti progressi riportati dai ricercatori della Johns Hopkins in un nuovo studio recentemente pubblicato su Lettere di revisione fisica .

I ricercatori si sono basati sul loro precedente studio sulla ricerca di elementi costitutivi di base di materiali chiamati superconduttori con accoppiamento spin-tripletta, che erano considerati molto rari. La rara proprietà dell'accoppiamento spin-tripletta può dare origine a uno stato elettronico esotico chiamato fermioni di Majorana, che possono essere usati come bit quantici tolleranti ai guasti, un'unità di lavoro di base per potenziali computer quantistici che potrebbe eventualmente sostituire i prototipi soggetti a rumore in fase di sviluppo da parte di Google e IBM.

Un grosso ostacolo è la rarità del materiale superconduttore di triplette. Per rendere le cose ancora più difficili, la superconduttività e il suo meccanismo di accoppiamento sottostante sono notoriamente conosciuti come le poche proprietà fisiche che non possono essere calcolate o previste. La ricerca del materiale deve continuare in gran parte in modo scrupoloso per tentativi ed errori, inascoltato da alcuna guida teorica.

La nuova scoperta si concentra su un particolare tipo di cristallo, un superconduttore non centrosimmetrico. A differenza dei materiali cristallini più comuni che dimostrano simmetria di inversione, questo è, una struttura cristallina che è indistinguibile con la sua immagine di inversione, questa speciale classe di materiali rompe la simmetria di inversione, esibendo un'immagine di inversione distinta da se stessa. Si prevede che questa bassa simmetria indichi la presenza dell'altrimenti sfuggente accoppiamento spin-tripletta. Questi materiali "umili" comprendono una potenziale miniera ricca di materiali per la costruzione di computer quantistici. Però, sono mancate prove decisive dell'accoppiamento spin-tripletta in questi cristalli.

Utilizzando un nuovo metodo sperimentale, i ricercatori Hopkins hanno esaminato un prototipo di questo superconduttore, α-BiPd. Il loro esperimento ha trovato la presenza dell'insolita quantizzazione semi-intera del flusso magnetico negli anelli policristallini di α-BiPd, che comprende prove fumanti per l'accoppiamento spin-tripletta.

Questa nuova scoperta dipinge un futuro promettente e incoraggiante quando più materiali da costruzione emergeranno da materiali con bassa simmetria. Il portafoglio di materiali arricchito potrebbe accelerare lo sviluppo di computer quantistici tolleranti ai guasti, e in un futuro più lontano, inaugurare l'informatica quantistica di uso generale che potrebbe raggiungere la gente comune.