Химическая настройка открывает путь к стабильным квантовым компьютерам

Ученые из Чикагского университета и Университета Западной Вирджинии обнаружили, что изменение химического состава ультратонкого материала позволяет перевести его в редкое состояние топологического сверхпроводника. Это открытие может ускорить создание более мощных и стабильных квантовых компьютеров.

Исследователи сфокусировались на тонких пленках из теллурида-селенида железа. Меняя соотношение теллура и селена, они смогли управлять силой взаимодействия между электронами, что позволило целенаправленно создавать нужные квантовые состояния.

Мы можем настраивать этот корреляционный эффект, как регулятор, — сказал Хаоран Линь, аспирант и первый автор работы. — Если корреляции слишком сильны, электроны «замерзают» на месте. Если слишком слабы, материал теряет свои особые топологические свойства. Но при правильном уровне вы получаете топологический сверхпроводник.

Топологические сверхпроводники ценны для квантовых технологий, так как их состояния устойчивы к внешним помехам. Новые тонкие пленки работают при температуре до 13 Кельвинов, что значительно выше, чем у многих аналогов (около 1 Кельвина), и упрощает их охлаждение.

Это открывает новое направление для исследований квантовых материалов, — отметил Шуолонг Ян, старший автор исследования. — Мы разработали мощный инструмент для создания материалов, которые понадобятся квантовым компьютерам следующего поколения.

Несколько научных групп уже сотрудничают с командой Янга, чтобы создать прототипы квантовых устройств на основе этих пленок. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.