محققان نانوسیم های هیبریدی نیمه هادی-ابررسانا فوق نازک با قطر کمتر از 20 نانومتر ساخته اند. چنین سیم‌هایی نازک‌تر از سیم‌هایی هستند که قبلا رشد کرده‌اند و پیش‌بینی می‌شود که میزبان پدیده‌هایی باشند که به عنوان حالت‌های صفر Majorana شناخته می‌شوند - عنصر اصلی بیت‌های کوانتومی توپولوژیکی (کیوبیت‌ها)، که می‌تواند اساس یک کامپیوتر کوانتومی پایدار و مقاوم در برابر خطا را تشکیل دهد.
در اصل، حالت‌های صفر مایورانا (MZMs) صرفاً یک ساختار ریاضی بود که به الکترون اجازه می‌داد تا از نظر تئوری توصیف شود که از دو نیمه تشکیل شده است. از منظر محاسبات کوانتومی، آنها جذاب هستند زیرا اگر یک الکترون را بتوان به دو قسمت تقسیم کرد، اطلاعات کوانتومی که آن را رمزگذاری می‌کند تا زمانی که «نیم الکترون‌ها» دور از یکدیگر ذخیره شوند، از اغتشاشات محلی محافظت می‌شوند. بر اساس تئوری، این موجودات باید در مجموعه ای متشکل از یک نانوسیم نیمه هادی که در پوسته ای ساخته شده از یک ماده ابررسانا پیچیده شده و در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، ظاهر شوند.
در تئوری، ساده‌ترین نوع نانوسیمی که MZMها باید در آن ظاهر شوند، یک سیستم الکترونی تک بعدی است – یعنی سیستمی که در آن الکترون‌ها یک زیر باند الکترونیکی را در نیمه‌رسانا اشغال می‌کنند. با این حال، در آزمایش‌ها، زیر باندهای متعددی اشغال می‌شوند.
قطر کمتر از 20 نانومتر
در یک مطالعه جدید، محققان به رهبری جیان هوا ژائو و دونگ پان از آزمایشگاه کلید دولتی ابرشبکه ها و ریزساختارها، موسسه نیمه هادی ها، آکادمی علوم چین، نانوسیم های فوق نازک از آرسنید ایندیم نیمه هادی (InAs) پوشیده شده با در محل فیلم آلومینیوم ابررسانای همپایه (Al) با استفاده از تکنیکی به نام اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE). آنها از یک کاتالیزور نقره (Ag) برای رشد سیمها استفاده کردند - تکنیکی که به طور معمول در این نوع آزمایش استفاده می شود. قطر نانوسیم های جدید کمتر از 20 نانومتر است که پنج برابر کوچکتر از نانوسیم های نیمه هادی است که قبلا با استفاده از این روش رشد کرده بودند.
قطر سیمها به قطر کاتالیزور Ag بستگی دارد و ژائو توضیح می‌دهد که کاتالیزورهای نقره بسیار کوچک (از 5 تا 40 نانومتر) را می‌توان با استفاده از سیستم MBE تیم تهیه کرد. کیفیت کریستالی سیم ها نیز به قطر آنها بستگی دارد و سیم های رشد یافته در مطالعه جدید از کیفیت بالایی برخوردار هستند.
راه جدید برای جستجوهای آینده MZM
وقتی این سیم‌های فوق نازک با فیلم‌های ابررسانای Al ترکیب می‌شوند، راه ممکنی برای رسیدن به رژیم زیر باند کمتر (و در نهایت رژیم تک باند) ارائه می‌دهند. هائو ژانگ of Tsinghua دانشگاه، که اندازه گیری های انتقال الکترون را در این کار رهبری کرد، می گوید دنیای فیزیک. بنابراین این سیمها راه جدیدی را برای کاوش رژیم‌های زیر باند کمتری برای جستجوهای آینده MZM باز می‌کنند.
به لطف اندازه‌گیری‌های اولیه مشخصه‌های حمل و نقل، محققان قبلاً دو پدیده را در سیستم خود کشف کرده‌اند: شکاف ابررسانا «سخت» در اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی تونل‌زنی. و "حفظ برابری محاصره کولن" در دستگاه های جزیره ای به اصطلاح هیبریدی. ژانگ توضیح می‌دهد که هر دوی این پدیده‌ها اجزای حیاتی برای جستجوهای آتی Majorana هستند.
این تیم می‌گوید اکنون به دنبال شواهد قوی‌تری برای MZMها با اندازه‌گیری خواص انتقال کوانتومی ساختارهای نانوسیم InAs-Al بسیار نازک آن است.
کار به تفصیل در حروف فیزیک چینی.
پست نانوسیم‌های بسیار نازک می‌توانند یک موهبت برای محاسبات کوانتومی مقاوم در برابر خطا باشند به نظر می رسد برای اولین بار در دنیای فیزیک.
- a
- دانشگاه
- مطابق
- در میان
- قبلا
- روش
- اساس
- زیرا
- بودن
- کاتالیست
- کاتالیزورها
- چینی
- ترکیب شده
- مرکب
- کامپیوتر
- محاسبه
- ساخت و ساز
- هسته
- میتوانست
- بسیار سخت
- کریستال
- بستگی دارد
- شرح داده شده
- دقیق
- دستگاه ها
- کشف
- هر
- الکترونیکی
- اشخاص
- تجربه
- فیلم
- نام خانوادگی
- فرم
- از جانب
- آینده
- شکاف
- شدن
- زیاد
- اما
- HTTPS
- ترکیبی
- تصویر
- اطلاعات
- جزیره
- IT
- کلید
- شناخته شده
- رهبری
- محلی
- طولانی
- به دنبال
- ساخته
- ماده
- ریاضی
- اندازه گیری
- چندگانه
- ارائه
- باز کن
- دیگر
- چشم انداز
- فیزیک
- ممکن
- املاک
- محفوظ
- کیفیت
- کوانتومی
- محاسبات کوانتومی
- اعم
- رژیم
- محققان
- نیمه هادی
- صدف
- نقره
- تنها
- کوچک
- قوی
- مهاجرت تحصیلی
- سیستم
- تیم
- می گوید
- La
- از این رو
- بار
- حمل و نقل
- Tsinghua دانشگاه
- WHO
- مهاجرت کاری
- صفر
