新的纳米材料可以明确地证明马略安娜粒子的隐形传输。

新的纳米材料可以明确地证明马略安娜粒子的隐形传输。

高级纳米材料与器件教授埃里克·巴克斯(Erik Bakkers)将他的研究重点放在一种新的纳米材料上,因此希望能最终证明马略安娜粒子的远程通信。这是构建马略拉纳量子计算机的重要步骤。贝克公司将获得欧洲研究理事会(ERC)的250万欧元的预付款,用于开展这项研究。

Erik Bakkers的奖项建立在他2013年获得的非常成功的ERC巩固者奖的基础上,该奖帮助他在2017年展示了一种带有纳米标签的先进量子芯片,并因此在2018年实现了长期预期的零偏压峰值,与Majorana理论预测的峰值完全相同。

Bakkers:“这些结果非常重要,但也表明,目前半导体(锑化铟)和超导体(铝)的结合并不适合马略拉纳研究的下一步。”这两种材料之间的转变不是很尖锐,因为铝与锑化铟发生化学反应。此外,要达到所需的拓扑状态还需要高磁场,这是非常困难的。这种拓扑结构是为了保护马略拉纳粒子,使其比其他量子态更稳定。

坚固的晶格

因此,巴克斯希望利用这项先进的拨款来开发一种新的材料组合:碲化锡的拓扑晶体绝缘体纳米线与超导体导线耦合。这种材料自然地以拓扑状态出现,这种拓扑状态是由晶格的对称性形成的。因为这种材料的晶体晶格非常简单,和食盐一样,一切都更加坚固。铅也是一种比铝强的超导体,这种结合应该使找到和操纵马略拉纳条件更容易。

巴克斯开始了这项研究,他将在最近成立的量子材料与技术中心埃因霍温(Eindhoven,Qt/E)内开展这项研究,通过种植高质量的丁酰脲纳米线。对于这种生长过程,他还希望使用以前从未用于这些材料的生长策略,即高真空技术(分子束外延)来生产极其纯净的材料。

传送属性

早期的ERC研究的结果已经给出了马略安娜粒子存在的强烈迹象。但是为了真正展示他们的存在,有两件事必须被证明:心灵传送和相互依赖。使用这个高级授权,我想证明远程传送,”贝克说。这就需要在纳米线的两侧出现一对缠结的粒子,并且这些状态必须相互联系。

巴克斯:“例如,如果我改变一边的电场,另一边的粒子必须同时表现出同样的变化。”量子隐形传输形成了量子比特的基础,这是马略那量子计算机的组成部分。这个应用程序在遥远的地平线上,”巴克斯说。

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