Jakten på Majorana -partiklar som byggstenar för en framtida dator pågår sedan den första observationen av dessa partiklar i Delft 2012. På grund av deras fysiska egenskaper, en kvantbit baserad på dem är skyddad från fel. Experimentellt, dock, kontrollen och förverkligandet av Majorana -stater är mycket utmanande. Ett internationellt team av forskare, ledd av Attila Geresdi på QuTech har nu visat upp en ny teknik som möjliggör mer tillförlitlig karakterisering för framtida kontroll av Majorana -partiklar. De publicerar sina verk i Naturfysik .

Majorana säger, exotiska kvantpartiklar, existerar bara under mycket specifika omständigheter. Även om det teoretiskt föreslogs 1938, de observerades för första gången i ett solid state -chip av gruppen Leo Kouwenhoven 2012. "Den viktigaste ingrediensen är en nanotråd som täcks av ett supraledande lager", förklarar Attila Geresdi, ledande forskare av den aktuella studien. Dessa partiklar är byggstenarna för topologisk kvantberäkning, en lovande riktning inom kvantteknik som bedrivs av flera forskargrupper runt om i världen i samarbete med Microsoft.

'De flesta aktuella studier av Majorana -stater är beroende av att mäta elektronflödet genom nanotråden. Detta förstör dock oundvikligen den kvantinformation som kodas i dessa partiklar, 'Förklarar Geresdi. Delft -gruppen samarbetade med en internationell grupp forskare. Forskare från Yale University gav teoretisk förståelse för de mycket specifika enheterna tillverkade av de ultrarene nanotrådarna som tillverkades i Köpenhamn. Forskare i Delft kombinerade nanotrådarna med en on-chip-spektrometer för att demonstrera en mätmetod som inte stör Majorana.

'I framtiden kvantdator, du vill att varje operation ska vara korrekt, säger Geresdi, 'de topologiska kvantbitarna är i grunden skyddade från fel, vilket innebär att om du utför en kvantoperation, det fungerar alltid. ' Det finns fortfarande stora hinder på vägen mot kvantberäkning baserat på Majorana -partiklar, men detta arbete öppnar dörrar till en ny regim av kvantexperiment. Geresdi:"både grundläggande fysik och tekniska utmaningar för kontroll av Majorana -stater kan utforskas med våra nya metoder."