Las computadoras cuánticas procesarán significativamente más información a la vez en comparación con las computadoras actuales. Pero los bloques de construcción que contienen esta información:bits cuánticos, o "qubits" - son demasiado sensibles a su entorno para funcionar lo suficientemente bien en este momento como para construir una computadora cuántica práctica.

Larga historia corta, Los qubits necesitan un mejor sistema inmunológico antes de que puedan crecer.

Un nuevo material diseñado por investigadores de la Universidad de Purdue en una tira delgada es un paso más cerca de "inmunizar" los qubits contra el ruido, como el calor y otras partes de una computadora, eso interfiere con qué tan bien tienen la información. La obra aparece en Cartas de revisión física .

La tira delgada llamado "nanoribón, "es una versión de un material que conduce corriente eléctrica en su superficie pero no en el interior - llamado" aislante topológico "- con dos cables eléctricos superconductores para formar un dispositivo llamado" unión de Josephson ".

En una computadora cuántica, un qubit se "enreda" con otros qubits. Esto significa que leer la información cuántica de un qubit afecta automáticamente el resultado de otro, no importa lo lejos que estén.

Sin enredos, los rápidos cálculos que distinguen a la computación cuántica no pueden suceder. Pero el entrelazamiento y la naturaleza cuántica de los qubits también son sensibles al ruido, por lo que necesitan protección adicional.

Un dispositivo de unión Josephson de nanocintas con aislante topológico es una de las muchas opciones que los investigadores han estado investigando para construir qubits más resistentes. Esta resiliencia podría provenir de propiedades especiales creadas al conducir una supercorriente en la superficie de un aislante topológico, donde el giro de un electrón está bloqueado al impulso.

El problema hasta ahora es que una supercorriente tiende a filtrarse al interior de los aislantes topológicos, impidiendo que fluya completamente en la superficie.

Para ser más resistente, Los qubits topológicos necesitan supercorrientes para fluir a través de los canales superficiales de los aislantes topológicos.

"Hemos desarrollado un material realmente limpio, en el sentido de que no hay estados conductores en la mayor parte del aislante topológico, "dijo Yong Chen, un profesor de Purdue de física y astronomía y de ingeniería eléctrica e informática, y el director del Purdue Quantum Science and Engineering Institute. "La superconductividad en la superficie es el primer paso para construir estos dispositivos de computación cuántica topológica basados ​​en aislantes topológicos".

Morteza Kayyalha, un ex Ph.D. estudiante en el laboratorio de Chen, podría mostrar que la supercorriente envuelve todo el camino alrededor de la nueva nanocinta del aislante topológico a temperaturas un 20 por ciento más bajas que la "temperatura crítica, "cuando la unión se vuelve superconductora. El experimento se llevó a cabo en colaboración con el laboratorio de Leonid Rokhinson, profesor de Física y Astronomía en Purdue.

"Se sabe que a medida que baja la temperatura, se mejora la superconductividad, "Dijo Chen." El hecho de que fluye mucha más supercorriente a temperaturas aún más bajas para nuestro dispositivo es evidencia de que está fluyendo alrededor de estas superficies protectoras ".