Att designa kvantmaterial med exotiska och oöverträffade elektriska egenskaper har fysikområdet vimlar av surr. Forskare vid Aalto-universitetet i Finland har nu infört en betydande vändning i denna diskussion genom att utveckla ett amorft material som uppvisar topologisk supraledning. Fram till denna punkt, dessa material har krävt mycket regelbundna strukturer för att visa önskade elektriska egenskaper.

Resultaten, publicerad i Naturkommunikation , föra fältet ett steg närmare tillämpning. Topologiska supraledare och isolatorer anses vara möjliga byggstenar av förlustfria komponenter för kvantdatorer. Även om topologiska supraledare kanske inte existerar i naturen, de kan tillverkas, som studien visar.

"Vi har presenterat en metod för att tillverka topologiska material i amorfa system med slumpmässigt placerade beståndsdelar. Det betyder att vi kan uppnå supraledning i materialet genom att sprinkla magnetiska atomer på en supraledande yta helt slumpmässigt, inte i högt definierade och ornamenterade galler, till exempel, " förklarar doktoranden Kim Pöyhönen.

Den senaste tidens boom på topologiska supraledare härrör huvudsakligen från ett okonventionellt fenomen på kvantnivå, en kollektiv rörelse av många individuella partiklar som kallas Majorana fermionexcitationer. De har föreställts som kritiska ingredienser i topologiska kvantdatorer.

"Blir mycket oregelbunden, slumpmässiga system som fungerar som topologiska supraledare kommer potentiellt att göra deras tillverkning och tillverkning mycket bekvämare jämfört med nuvarande metoder, säger forskargruppsledaren, Docent Teemu Ojanen.

Kanske för nu, implikationerna av det slumpmässiga kvantmaterialet gränsar endast till grundforskning, men så är det kanske inte så länge till.

"För att topologisk kvantmateria ska hitta sin väg till faktiska tillämpningar, det är absolut nödvändigt att vi hittar ännu fler nya kandidater för amorfa topologiska material, " konstaterar Ojanen.