Geleceğin kuantum teknolojilerinin inşasında kritik bir adım atıldı. Dresden IFW ve Mükemmellik Kümesi ct.qmat bünyesindeki araştırmacılar, 19 Kasım'da yaptıkları duyuruda, PtBi₂ adlı kristalin malzemede daha önce literatürde yer almayan yeni bir süperiletkenlik biçimi tespit ettiklerini açıkladı. Bu yeni keşif, kuantum hesaplama süreçlerindeki hata toleransı sorununu aşmak için umut verici bir gelişme olarak değerlendiriliyor.
YENİ MALZEME PLATFORMU
Deneyden elde edilen bulgular, kuantum teknolojilerinin temel yapı taşları olarak kabul edilen kararlı Majorana parçacıklarının üretilmesine giden bir yol sunuyor. Uzmanlar, PtBi₂'nin karmaşık mühendislik süreçleri veya egzotik koşullar gerektirmeyen içsel bir yapıya sahip olduğuna dikkat çekiyor. Bu özellik, Majorana parçacıklarını kontrol etmek, özel kübit mimarileri tasarlamak ve daha kararlı kuantum cihazları oluşturmak adına bilim dünyasına pratik bir platform sağlıyor.
ALTI KATLI SİMETRİ
Bilinen çoğu süperiletken, her yönde elektron eşleşmesine izin vererek pürüzsüz bir durum oluştururken, PtBi₂ türünün ilk örneği olarak farklı bir davranış sergiliyor. Malzeme, kristalin altta yatan üçlü yapısına bağlı olarak altı katlı kısıtlı bir eşleşme gösteriyor. Araştırmacı Dr. Sergey Borisenko, bu durumun daha önce hiç görülmediğini belirterek, PtBi₂'nin sadece topolojik bir süperiletken olmadığını, aynı zamanda elektron eşleşmesinin bilinen diğer tüm süperiletkenlerden farklı olduğunu ifade etti. Borisenko ayrıca, bu eşleşme mekanizmasının henüz tam olarak anlaşılamadığını da sözlerine ekledi.
KENARLARDA PARÇACIK ÜRETİMİ
Yapılan araştırmalar, PtBi₂'deki süperiletken durumun, kuantum gürültüsüne karşı bağışık olan ve "bölünmüş elektronlar" gibi davranan Majorana parçacıklarını doğal olarak ürettiğini doğruladı. Prof. Jerone van den Brink liderliğindeki teorik çalışma, bu modların malzemenin kenarlarıyla sınırlı olduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar, kristali keserek veya yapay basamaklar oluşturarak istenilen sayıda kenarlı Majorana parçacığı üretebiliyor. Bu parçacıkların, bilgiyi hatalardan koruyarak kodlayabilmesi, onları topolojik kuantum bilgisayarları için en güçlü aday haline getiriyor.
DÖRT AŞAMALI SÜREÇ
Araştırmacılar, malzemenin alışılmadık davranışını dört aşamada açıklıyor. İlk olarak, topolojik yüzey durumları elektronların kristalin dış katmanlarında bulunmasını zorunlu kılıyor. İkinci adımda, düşük sıcaklıklarda bu yüzey elektronları süperiletken hale gelirken iç kısım metalik kalarak doğal bir "süperiletken sandviç" oluşturuyor. Üçüncü aşamada, benzeri görülmemiş bir altı katlı simetri gözlemleniyor. Son olarak, kenarlar boyunca otomatik olarak Majorana parçacıkları üretiliyor. Bilim insanları şimdi, malzemeyi incelterek veya manyetik alanlar kullanarak bu durumları nasıl manipüle edebileceklerini araştırmayı hedefliyor.
