Con le loro proprietà superiori, i qubit topologici potrebbero aiutare a raggiungere una svolta nello sviluppo di un computer quantistico progettato per applicazioni universali. Finora, nessuno è ancora riuscito a dimostrare in modo inequivocabile un bit quantistico, o qubit in breve, di questo tipo in un laboratorio. Tuttavia, gli scienziati del Forschungszentrum Jülich hanno ora fatto in modo di renderlo realtà. Per la prima volta sono riusciti a integrare un isolante topologico in un qubit superconduttore convenzionale. Giusto in tempo per il "World Quantum Day" del 14 aprile, il loro nuovo qubit ibrido è arrivato sulla copertina dell'ultimo numero della rivista Nano Letters .

I computer quantistici sono considerati i computer del futuro. Usando gli effetti quantistici, promettono di fornire soluzioni per problemi altamente complessi che non possono essere elaborati dai computer convenzionali in un lasso di tempo realistico. Tuttavia, l'uso diffuso di tali computer è ancora molto lontano. Gli attuali computer quantistici generalmente contengono solo un piccolo numero di qubit. Il problema principale è che sono molto inclini all'errore. Più grande è il sistema, più è difficile isolarlo completamente dal suo ambiente.

Molte speranze sono quindi riposte su un nuovo tipo di bit quantistico:il qubit topologico. Questo approccio è perseguito da diversi gruppi di ricerca e da aziende come Microsoft. Questo tipo di qubit presenta la particolarità di essere topologicamente protetto; la particolare struttura geometrica dei superconduttori e le loro speciali proprietà dei materiali elettronici garantiscono la conservazione delle informazioni quantistiche. I qubit topologici sono quindi considerati particolarmente robusti e in gran parte immuni da fonti esterne di decoerenza. Sembrano inoltre consentire tempi di commutazione rapidi paragonabili a quelli raggiunti dai qubit superconduttori convenzionali utilizzati da Google e IBM negli attuali processori quantistici.

Tuttavia, non è ancora chiaro se riusciremo mai a produrre effettivamente qubit topologici. Questo perché manca ancora una base materiale adatta per generare sperimentalmente le quasiparticelle speciali necessarie per questo senza alcun dubbio. Queste quasiparticelle sono anche conosciute come stati di Majorana. Finora, potevano essere dimostrati inequivocabilmente solo in teoria, ma non negli esperimenti. I qubit ibridi, così come sono stati costruiti per la prima volta dal gruppo di ricerca guidato dal Dr. Peter Schüffelgen presso l'Istituto Peter Grünberg (IGP-9) di Forschungszentrum Jülich, stanno ora aprendo nuove possibilità in questo settore. Contengono già materiali topologici in punti cruciali. Pertanto, questo nuovo tipo di qubit ibrido offre ai ricercatori una nuova piattaforma sperimentale per testare il comportamento dei materiali topologici in circuiti quantistici altamente sensibili. + Esplora ulteriormente

Misurazione diretta delle proprietà elettriche negli isolanti topologici ultrasottili