(a) Micrografía electrónica de barrido tomada durante el proceso de Jülich:Se muestra un troquel durante la fabricación. El aislante topológico (indicado en rojo) ya ha sido depositado selectivamente. En un siguiente paso de fabricación, el superconductor se deposita mediante la evaporación de la máscara de sombra. En blanco y negro se pueden identificar varios sistemas de máscaras. Estas máscaras permiten fabricar los dispositivos cuánticos deseados completamente en condiciones de vacío ultra alto. (b) En tales redes, Los investigadores tienen como objetivo cambiar los llamados modos Majorana (representados por estrellas) a lo largo de las trazas definidas por los aislantes topológicos para realizar operaciones cuánticas topológicamente protegidas. Mientras que el Majorana azul y violeta permanecen en la misma posición (x, y) en el espacio, la Majorana verde y blanca se retuercen entre sí durante el tiempo, realizando un nudo en el espacio-tiempo. Crédito:Forschungszentrum Jülich / Peter Schüffelgen
La implementación de materiales cuánticos en chips de computadora proporciona acceso a tecnologías fundamentalmente nuevas. Para construir computadoras cuánticas de alto rendimiento, por ejemplo, Los aisladores topológicos deben combinarse con superconductores. Este paso de fabricación está asociado con una serie de desafíos que ahora han sido resueltos por investigadores de Jülich. Sus resultados se presentan en el número actual de la revista. Nanotecnología de la naturaleza .
Los incas usaban nudos en cuerdas en su escritura antigua "Quipu" para codificar y almacenar información. La ventaja:a diferencia de la tinta en una hoja de papel, la información almacenada en los nudos es robusta contra influencias destructivas externas como el agua. Las nuevas computadoras cuánticas también deberían poder almacenar información de manera robusta en forma de nudos. Para esto, sin embargo, ningún cordón está anudado, pero las cuasipartículas están dispuestas en el espacio y el tiempo.
Lo que necesitas para construir una máquina de nudos cuánticos son nuevos materiales, los llamados materiales cuánticos. Los expertos hablan de aislantes topológicos y superconductores. El procesamiento de estos materiales en componentes para computadoras cuánticas es un desafío en sí mismo, especialmente porque los aislantes topológicos son muy sensibles al aire.
Los científicos del Forschungszentrum Jülich ahora han desarrollado un proceso novedoso que hace posible estructurar materiales cuánticos sin exponerlos al aire durante el procesamiento. El "proceso de Jülich" permite combinar superconductores y aislantes topológicos en el vacío ultra alto y así producir componentes complejos.
Las primeras mediciones en sus dispositivos muestran indicios de estados de Majorana. Las "majoranas" son precisamente las cuasipartículas prometedoras que se anudarán en las redes mostradas de aislantes topológicos y superconductores para permitir una computación cuántica robusta. En un próximo paso, los investigadores del Instituto Peter-Grünberg, junto con sus colegas de Aquisgrán, Holanda y China, equipará sus redes con electrónica de control y lectura para que los materiales cuánticos sean accesibles para su aplicación.
