Ultra ince nanoteller, hataya dayanıklı kuantum hesaplama için bir nimet olabilir

Araştırmacılar, çapı 20 nm'den daha az olan ultra ince yarı iletken-süper iletken hibrit nanoteller ürettiler. Bu tür teller daha önce yetiştirilenlerden daha incedir ve sabit ve hataya dayanıklı bir kuantum bilgisayarın temelini oluşturabilecek topolojik kuantum bitlerinin (kübitler) temel bileşeni olan Majorana sıfır modları olarak bilinen fenomenleri barındıracağı tahmin edilmektedir.

Başlangıçta, Majorana sıfır modları (MZM'ler), bir elektronun teorik olarak iki yarıdan oluşan olarak tanımlanmasına izin veren matematiksel bir yapıydı. Kuantum hesaplama perspektifinden bakıldığında çekicidirler, çünkü eğer bir elektron ikiye "bölünebilirse", kodladığı kuantum bilgisi, "yarım elektronlar" birbirinden uzakta depolanabildiği sürece yerel bozulmalardan korunacaktır. Teoriye göre, bu varlıklar, süper iletken bir malzemeden yapılmış bir kabuğa sarılmış ve bir manyetik alana yerleştirilmiş yarı iletken bir nanotelden oluşan bir düzende görünmelidir.

Teoride, MZM'lerin görünmesi gereken en basit nanotel türü, tek boyutlu bir elektron sistemidir - yani, elektronların yarı iletkende tek bir elektronik alt bandı işgal ettiği sistemdir. Ancak deneylerde, çoklu alt bantlar işgal edilir.

20 nm'den küçük çap

Yeni bir çalışmada, araştırmacılar tarafından yönetilen Jianhua Zhao ve Dong Pan'ın Devlet Anahtar Süper Örgüler ve Mikroyapılar Laboratuvarı, Yarı İletkenler Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisiile kaplanmış yarı iletken indiyum arsenidin (InAs) ultra ince nanotellerini büyüttü. bünyesinde moleküler ışın epitaksi (MBE) adı verilen bir teknik kullanılarak epitaksiyel süper iletken alüminyum (Al) film. Telleri büyütmek için gümüş (Ag) bir katalizör kullandılar - bu tür deneylerde rutin olarak kullanılan bir teknik. Yeni nanotellerin çapı 20 nm'den daha azdır ve bu, daha önce bu yaklaşım kullanılarak büyütülen yarı iletken nanotellerden beş kat daha küçüktür.

Tellerin çapı, Ag katalizörünün çapına bağlıdır ve Zhao, ekibin MBE sistemi kullanılarak çok küçük Ag katalizörlerinin (5 ila 40 nm arasında değişen) hazırlanabileceğini açıklar. Tellerin kristal kalitesi de çaplarına bağlıdır ve yeni çalışmada yetiştirilen teller yüksek kalitededir.

Gelecekteki MZM aramaları için yeni yol

"Al süper iletken filmlerle birleştirildiğinde, bu ultra ince teller, daha az alt bant rejimine (ve nihayetinde tek alt bant rejimine) ulaşmanın olası bir yolunu sunar." Hao Zhang of Tsinghua ÜniversitesiÇalışmada elektron taşıma ölçümlerine öncülük eden, Fizik dünyası. "Bu nedenle, bu teller gelecekteki MZM aramaları için daha az alt bant rejimi keşfetmek için yeni bir yol açıyor."

Temel taşıma karakteristiği ölçümleri sayesinde, araştırmacılar sistemlerinde halihazırda iki fenomen keşfettiler: tünelleme spektroskopisi ölçümlerinde “sert” bir süper iletken boşluk; ve sözde hibrit ada cihazlarında “Coulomb ablukasını koruyan parite”. Zhang, her iki fenomenin de gelecekteki Majorana aramaları için çok önemli bileşenler olduğunu açıklıyor.

Ekip, ultra ince InAs-Al nanotel yapılarının kuantum taşıma özelliklerini ölçerek MZM'ler için daha güçlü kanıtlar aradığını söylüyor.

İş detaylandırılmıştır Çin Fiziği Mektupları.

Sonrası Ultra ince nanoteller, hataya dayanıklı kuantum hesaplama için bir nimet olabilir İlk çıktı Fizik dünyası.

• Akıllı para. Avrupa'nın En İyi Bitcoin ve Kripto Borsası.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. SERBEST ERİŞİM.
• KriptoHawk. Altcoin Radarı. Ücretsiz deneme.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/ultrathin-nanowires-could-be-a-boon-for-error- Resistance-quantum-computing/