Forskere udvikler en ny proces til strukturering af kvantematerialer

Implementering af kvantematerialer i computerchips giver adgang til fundamentalt nye teknologier. At bygge højtydende kvantecomputere, for eksempel, topologiske isolatorer skal kombineres med superledere. Dette fremstillingstrin er forbundet med en række udfordringer, der nu er løst af forskere fra Jülich. Deres resultater præsenteres i det aktuelle nummer af tidsskriftet Natur nanoteknologi .

Inkaerne brugte knuder i snore i deres gamle skrift "Quipu" til at kode og gemme information. Fordelen:I modsætning til blæk på et ark papir, informationen lagret i knuderne er robust over for ydre destruktive påvirkninger såsom vand. Nye kvantecomputere skulle også være i stand til at lagre information robust i form af knob. For det, imidlertid, ingen snor er knyttet, men kvasipartikler er arrangeret i rum og tid.

Det du skal bruge for at bygge sådan en kvante-knudemaskine er nye materialer, såkaldte kvantematerialer. Eksperter taler om topologiske isolatorer og superledere. Forarbejdningen af ​​disse materialer til komponenter til kvantecomputere er en udfordring i sig selv, især fordi topologiske isolatorer er meget luftfølsomme.

Forskere ved Forschungszentrum Jülich har nu udviklet en ny proces, der gør det muligt at strukturere kvantematerialer uden at udsætte dem for luft under behandlingen. "Jülich-processen" gør det muligt at kombinere superledere og topologiske isolatorer i det ultrahøje vakuum og derved producere komplekse komponenter.

De første målinger i deres enheder viser tegn på Majorana -stater. "Majoranas" er netop de lovende kvasipartikler, der skal knyttes i de viste netværk af topologiske isolatorer og superledere for at muliggøre robust kvanteberegning. I et næste trin, forskerne ved Peter-Grünberg Instituttet, sammen med deres kolleger fra Aachen, Holland og Kina, vil udstyre deres netværk med udlæsnings- og kontrolelektronik for at gøre kvantematerialerne tilgængelige for anvendelse.