Sjælden superleder kan være afgørende for kvanteberegning

Forskning ledet af University of Kent og STFC Rutherford Appleton Laboratory har resulteret i opdagelsen af ​​en ny sjælden topologisk superleder, LaPt3P. Denne opdagelse kan være af enorm betydning for kvantecomputeres fremtidige drift.

Superledere er vitale materialer, der er i stand til at lede elektricitet uden modstand, når de afkøles under en bestemt temperatur, hvilket gør dem yderst ønskværdige i et samfund, der har behov for at reducere sit energiforbrug.

Superledere manifesterer kvanteegenskaber på skalaen af ​​hverdagsobjekter, gør dem meget attraktive kandidater til at bygge computere, der bruger kvantefysik til at lagre data og udføre computeroperationer, og kan langt overgå selv de bedste supercomputere i visse opgaver. Som resultat, der er en stigende efterspørgsel fra førende teknologivirksomheder som Google, IBM og Microsoft skal lave kvantecomputere i industriel skala ved hjælp af superledere.

Imidlertid, de elementære enheder i kvantecomputere (qubits) er ekstremt følsomme og mister deres kvanteegenskaber på grund af elektromagnetiske felter, varme og kollisioner med luftmolekyler. Beskyttelse mod disse kan opnås ved at lave mere elastiske qubits ved hjælp af en speciel klasse af superledere kaldet topologiske superledere, som udover at være superledere også er vært for beskyttede metalliske tilstande på deres grænser eller overflader.

Topologiske superledere, såsom LaPt3P, nyopdaget gennem myon spin afslapningseksperimenter og omfattende teoretisk analyse, er usædvanligt sjældne og er af enorm værdi for den fremtidige industri inden for kvantecomputere.

For at sikre, at dets egenskaber er prøve- og instrumentuafhængige, to forskellige sæt prøver blev forberedt på University of Warwick og i ETH Zürich. Muon-eksperimenter blev derefter udført i to forskellige typer af muon-faciliteter:i ISIS Pulsed Neutron og Muon Source i STFC Rutherford Appleton Laboratory og i PSI, Schweiz.

Dr. Sudeep Kumar Ghosh, Leverhulme Early Career Fellow hos Kent og Principle Investigator sagde:"Denne opdagelse af den topologiske superleder LaPt3P har et enormt potentiale inden for kvantedatabehandling. Opdagelsen af ​​en så sjælden og ønsket komponent viser vigtigheden af ​​muonforskning for den daglige verden omkring os. "