Почти открыт первый топологический сверхпроводник
Все сверхпроводники переносят электрические заряды без какого-либо сопротивления, но достигают этого состояния по-разному. С начала 2000-х годов ученые ищут особый "топологический" тип сверхпроводника, основанный на сложной хореографии субатомных частиц.
До сих пор ни один сверхпроводник не был окончательно признан топологическим, но в паре новых статей исследователи из Центра квантовых материалов (QMC) Университета Мэриленда (UMD) и их коллеги представили самые убедительные на сегодняшний день доказательства существования одного из них.
Дителлурид урана (UTe2) обладает многими отличительными признаками топологического сверхпроводника, хотя все еще сохраняется возможность найти остроумное альтернативное объяснение наблюдениям сотрудников UMD.
Статья, опубликованная в журнале Science, показывает, что в UTe2 одновременно существуют не один, а два вида сверхпроводимости. Используя этот результат, исследователи смогли сузить количество возможных типов наблюдаемой сверхпроводимости до двух вариантов, оба из которых, по мнению теоретиков, являются топологическими.
Еще одна статья - в журнале Nature Communications - посвящена необычным эффектам на поверхности того же материала, согласующимся с поведением гипотетических топологически защищенных мод Майораны. По прогнозам, майорановские моды - экзотические частицы, которые ведут себя как половина электрона, должны возникать на поверхности топологических сверхпроводников.
Уникальные свойства майорановских мод делают их многообещающей основой для кубитов. Кодирование квантовой информации в несколько разнесенных майоранов должно сделать ее практически невосприимчивой к локальным возмущениям, которые до сих пор были проклятием квантовых компьютеров.
Но даже если допустить, что на поверхности UTe2 кишмя кишат моды Майораны, в настоящее время у ученых не имеется очевидных способов их контроля и изоляции. Больше возможностей в этом смысле могла бы предоставить тонкая пленка дителлурида урана (вместо кристаллов, использовавшихся в эксперименте). Синтез таких пленок и станет следующим заданием команды исследователей, после чего они приступят к попыткам создания функциональных устройств.
По мнению авторов, учитывая, что придется создавать новое оборудование для работы с радиоактивным материалом, все это затянется на несколько лет, однако главное, что безумная идея топологического кубита наконец-то начинает обретать реальные очертания.
