연구원들은 폭이 20nm 미만인 초박형 반도체-초전도체 하이브리드 나노와이어를 제작했습니다. 이러한 와이어는 이전에 성장한 것보다 얇으며 안정적이고 오류 방지 양자 컴퓨터의 기초를 형성할 수 있는 소위 토폴로지 양자 비트(큐비트)의 핵심 요소인 마요라나 제로 모드로 알려진 현상을 호스팅할 것으로 예상됩니다.
원래 MZM(Majorana 영 모드)은 이론적으로 전자가 두 개의 반쪽으로 구성되어 있는 것으로 설명할 수 있도록 하는 단순한 수학적 구성이었습니다. 양자 컴퓨팅 관점에서 볼 때 전자가 둘로 "분할"될 수 있는 경우 전자가 인코딩하는 양자 정보는 "반전자"가 서로 멀리 저장될 수 있는 한 국지적 교란으로부터 보호되기 때문에 매력적입니다. 이론에 따르면 이러한 실체는 초전도 물질로 만든 껍질에 싸여 자기장에 배치된 반도체 나노와이어로 구성된 설정에서 나타나야 합니다.
이론적으로 MZM이 나타나야 하는 가장 간단한 유형의 나노와이어는 1차원 전자 시스템, 즉 전자가 반도체의 단일 전자 하위 대역을 차지하는 시스템입니다. 그러나 실험에서는 여러 하위 대역이 사용됩니다.
20 nm 미만의 직경
새로운 연구에서 연구진은 다음과 같이 말했습니다. 자오 지안화 그리고 동판의 중국과학원 반도체연구소 초격자 및 미세구조 국가 핵심 연구소, 반도체 인듐 비소(InAs)로 덮인 초박형 나노와이어를 성장시켰습니다. 현장 분자선 에피택시(MBE)라는 기술을 사용하여 에피택셜 초전도 알루미늄(Al) 필름을 제작했습니다. 그들은 은(Ag) 촉매를 사용하여 와이어를 성장시켰는데, 이는 이러한 유형의 실험에 일상적으로 사용되는 기술입니다. 새로운 나노와이어는 20nm 미만의 직경을 가지며, 이는 이전에 이 접근법을 사용하여 성장한 반도체 나노와이어보다 XNUMX배 더 작습니다.
와이어의 직경은 Ag 촉매의 직경에 따라 달라지며 Zhao는 팀의 MBE 시스템을 사용하여 매우 작은 Ag 촉매(5~40 nm 범위)를 준비할 수 있다고 설명합니다. 와이어의 결정 품질은 직경에 따라 달라지며 새로운 연구에서 성장한 와이어는 고품질입니다.
미래의 MZM 검색을 위한 새로운 길
"Al 초전도막과 결합하면 이 초박형 와이어는 더 적은 수의 하위 대역 영역(그리고 궁극적으로 단일 하위 대역 영역)에 도달할 수 있는 방법을 제공합니다." 하오 장 of 칭화 대학이번 연구에서 전자 수송 측정을 주도한 그는 이렇게 말합니다. 물리 세계. "따라서 이러한 전선은 향후 MZM 검색을 위해 더 적은 수의 하위 대역 체제를 탐색할 수 있는 새로운 길을 열어줍니다."
기본적인 전송 특성 측정 덕분에 연구원들은 이미 시스템에서 두 가지 현상을 발견했습니다. 터널링 분광학 측정에서 "단단한" 초전도 간격; 소위 하이브리드 아일랜드 장치의 "패리티 보존 쿨롱 봉쇄"도 가능합니다. 두 현상 모두 향후 Majorana 검색에 중요한 요소라고 Zhang은 설명합니다.
연구팀은 이제 초박형 InAs-Al 나노와이어 구조의 양자 수송 특성을 측정하여 MZM에 대한 더 강력한 증거를 찾고 있다고 말합니다.
작업은 에 자세히 나와 있습니다. 중국어 물리학 문자.
포스트 초박형 나노와이어가 오류 방지 양자 컴퓨팅에 도움이 될 수 있음 첫 번째 등장 물리 세계.
