Новый сверхпроводник нарушает правила, которые физики считали незыблемыми
Кристалл PtBi₂ демонстрирует уникальный тип сверхпроводимости только на поверхностях с необычным шестикратно-симметричным спариванием электронов и естественным образом создаёт перспективные для квантовых вычислений майорановские частицы
Короткое резюме
Исследователи обнаружили, что кристалл платина-висмут-два (PtBi₂) обладает уникальной формой топологической сверхпроводимости, при которой только его верхняя и нижняя поверхности позволяют электронам течь без сопротивления, в то время как внутренняя часть материала остаётся обычным металлом. Это создаёт естественную «сэндвич»-структуру и относит материал к крайне редкому классу внутренних топологических сверхпроводников.
Сверхпроводимость на поверхности PtBi₂ возникает благодаря электронам, которые топологически «заперты» на ней, и их спаривание происходит в невиданном ранее шестикратно-симметричном паттерне, что нарушает все известные правила. При этом края кристалла автоматически становятся ловушками для майорановских частиц — квазичастиц, рассматриваемых как основа для устойчивых к ошибкам кубитов в топологических квантовых компьютерах.
Учёные теперь планируют исследовать способы контроля над этими свойствами, например, истончая материал для превращения внутренней части в изолятор или применяя магнитные поля для перемещения майорановских частиц к углам кристалла. Это открывает практические пути для использования PtBi₂ в качестве платформы для квантовых технологий будущего.
Поверхностная сверхпроводимость
Сверхпроводимость в PtBi₂ возникает исключительно на топологически защищённых верхней и нижней поверхностях, в то время как объём материала остаётся обычным металлом, образуя естественный «сэндвич»
Уникальное спаривание электронов
Электроны на поверхности спариваются в ранее не наблюдавшемся шестикратно-симметричном паттерне, который отличается от всех известных (включая купратные) сверхпроводников
Естественный источник майорановских частиц
Топологическая сверхпроводимость автоматически приводит к появлению майорановских частиц, локализованных вдоль краёв кристалла, что можно использовать для создания кубитов
Потенциал для квантовых технологий
Материал предлагает новые практические пути для управления майорановскими частицами (например, с помощью истончения или магнитных полей) в целях создания устойчивых к ошибкам топологических квантовых вычислений
Текст сгенерирован с использованием ИИ
