Las computadoras cuánticas tienen el potencial de superar a todos los sistemas informáticos convencionales. Dos implementaciones físicas prometedoras para el almacenamiento y manipulación de información cuántica son los modos electromagnéticos de los circuitos superconductores y los giros de pequeñas cantidades de electrones atrapados en puntos cuánticos semiconductores.

Un equipo de investigadores dirigido por el laboratorio de Michel Devoret, el Profesor Frederick W. Beinecke de Física Aplicada, demostró experimentalmente un nuevo bit cuántico ("qubit") que fusiona estas dos plataformas, con el potencial de asumir los aspectos beneficiosos de ambos. Los resultados se publican hoy en Ciencias .

El qubit consiste en el giro de una cuasipartícula superconductora individual atrapada en una unión de Josephson. Debido a un acoplamiento espín-órbita en la unión, la supercorriente que fluye a través de la unión depende del estado de giro de las cuasipartículas.

"Pudimos mostrar cómo aprovechar esta supercorriente dependiente de espín para lograr tanto la detección de espín como la manipulación de espín coherente, "dijo Max Hays, un doctorado estudiante en el laboratorio de Devoret, y autor principal del estudio.

Este trabajo también representa un avance significativo en nuestra comprensión y control de los niveles de Andreev. Los niveles de Andreev son microscópicos, estados electrónicos que existen en todas las uniones Josephson; son el origen microscópico del famoso efecto Josephson, en el que fluye una corriente sin ningún voltaje. En heteroestructuras superconductor-semiconductor como las uniones de nanocables investigadas en este experimento, Los niveles de Andreev son los estados parentales de los modos de Majorana (estados especiales en los que las dos "mitades" de un electrón se separan). Por lo tanto, este experimento también es importante para los esfuerzos por realizar el procesamiento de información topológica basado en Majorana.