Квантовый прорыв Microsoft оказался слишком поспешным?

В марте прошлого года Microsoft объявила о результатах исследований, касающихся проявления уникальной частицы, которую потенциально можно использовать для создания особо прочных квантовых битов. Однако сотрудники Базельского университета поставили под сомнение эти выводы.

Квантовый прорыв Microsoft оказался слишком поспешным?

В 1938 году гениальный ум загадочным образом исчез: после получения билета на паром из Палермо в Неаполь молодой итальянский физик Этторе Майорана словно исчез с лица планеты. Всего за несколько месяцев до этого он предложил особый вид частиц. Эти частицы должны были быть античастицами самих себя и не нести электрического заряда.

В последние годы среди физиков возобновился интерес к этим загадочным частицам, носящим имя их пропавшего изобретателя (исчезновение которого до сих пор не объяснено). Теоретически  частицы можно использовать в качестве особо надежных квантовых битов в квантовых компьютерах.

Самым большим препятствием в создании таких компьютеров, которые обещают невероятную вычислительную мощность, является декогерентность — другими словами, тот факт, что возмущения из окружающей среды могут очень быстро разрушить чувствительные квантовые состояния, с помощью которых квантовые компьютеры выполняют вычисления. Однако если бы можно было использовать майорановские частицы в качестве квантовых битов, эта проблема была бы решена мгновенно, поскольку они обладают встроенным иммунитетом к декогеренции из-за своих особых свойств.

Квантовый прорыв Microsoft оказался слишком поспешным?

Источник: University of Basel, Department of Physics.

Беспорядок в очень тонких нанопроволоках может привести к результатам измерений, которые могут быть ошибочно истолкованы как доказательство майорановских частиц.

С помощью измерений проводимости эксперты Microsoft обнаружили аномалию, характерную для таких майорановских состояний, а также показали, что сверхпроводящие свойства комбинации сверхпроводник-нанопроволока реагируют на приложенное магнитное поле таким образом, что предполагает наличие так называемого магнитного поля. Это свойство называется топологической фазой.

В математике топологию можно проиллюстрировать, взглянув, например, на кофейную чашку с ручкой («дыркой»), которую теоретически можно превратить в пончик (который также имеет «дырку», так что оба они топологически равны), но не в сферу (без «дырки»). В частицах Майораны топология ответственна за столь желанный иммунитет к декогеренции.

Однако, в исследовании, опубликованном в научном журнале Physical Review Letters, исследователи из Базельского университета опровергли ожидания использования майорановских частиц для вычислений в ближайшем будущем. Команда показала, что результаты, опубликованные Microsoft в 2022 году, согласно которым в лабораториях компании были обнаружены майорановские частицы, в конце концов могут не выдержать критики.

Ученые математически смоделировали эксперименты Microsoft и попытались выяснить, могут ли измерения иметь другие — «тривиальные» на научном жаргоне — объяснения. Фактически исследователи из Базеля пришли к выводу, что и аномалия тока, и сверхпроводящие свойства могут быть воспроизведены небольшим количеством беспорядка из-за примесей внутри нанопроволоки.

Эти результаты ясно показывают, что беспорядок играет важную роль в таких экспериментах. Чтобы однозначно обнаруживать майорановские состояния, а также использовать их в квантовых компьютерах, со временем потребуются еще более чистые нанопровода. Это также означает, что в ближайшие несколько лет не будет недостатка в экспериментальных задачах.

Читайте также

Человекоподобный робот Digit 5 сможет работать более 20 часов в сутки благодаря девятиминутной зарядке

Человекоподобный робот Digit 5 сможет работать более 20 часов в сутки благодаря девятиминутной зарядке

Учёные создали батарею по образцу кишечника человека — она вырабатывает электричество с помощью бактерий

Учёные создали батарею по образцу кишечника человека — она вырабатывает электричество с помощью бактерий

В МАИ создали передовой двигатель для малой авиации

В МАИ создали передовой двигатель для малой авиации

Ультразвуковая обработка вдвое повышает прочность металла

Ультразвуковая обработка вдвое повышает прочность металла

В Китае представили четырёхметрового робота Neo1, способного поднимать до 500 кг

В Китае представили четырёхметрового робота Neo1, способного поднимать до 500 кг

Учёные создали жидкость с памятью — она может стать «мозгом» роботов без электроники

Учёные создали жидкость с памятью — она может стать «мозгом» роботов без электроники

Япония меняет пластиковую упаковку для еды на древесные пластины

Япония меняет пластиковую упаковку для еды на древесные пластины

Новый титановый сплав для авиадвигателей выдерживает 650 градусов

Новый титановый сплав для авиадвигателей выдерживает 650 градусов

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Фелисетт: единственная кошка, слетавшая в космос

Фелисетт: единственная кошка, слетавшая в космос

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев