Простая химическая настройка может суперзарядить квантовые компьютеры
Исследователи нашли способ создания редких топологических сверхпроводников, необходимых для квантовых вычислений, путем точной настройки химического состава ультратонких пленок
Короткое резюме
Ученые из Чикагского университета и Университета Западной Вирджинии продемонстрировали практический метод создания топологических сверхпроводников — экзотических материалов, критически важных для стабильных квантовых компьютеров. Ключевым открытием стало то, что небольшое изменение соотношения теллура и селена в ультратонких пленках позволяет целенаправленно переводить материал в нужное квантовое состояние.
Исследователи работали с материалом железо-теллурид-селенид, который обладает уникальной комбинацией сверхпроводимости, сильной спин-орбитальной связи и выраженных электронных корреляций. Изменяя пропорцию элементов, они научились точно настраивать силу взаимодействия между электронами, что действует как «регулятор громкости» для перехода материала в топологическую сверхпроводящую фазу. Этот подход преодолевает трудности работы с объемными кристаллами, которые сложно контролировать.
Разработанные ультратонкие пленки работают при температуре до 13 Кельвинов, что значительно выше, чем у альтернативных платформ (около 1 К), и упрощает их охлаждение. Материал обладает естественной стабильностью к квантовым шумам и совместим с современными методами производства устройств. Несколько исследовательских групп уже начали создавать прототипы квантовых устройств на основе этих пленок, открывая новый путь к практическим квантовым технологиям.
Химическая настройка как «регулятор»
Изменение соотношения теллура и селена в ультратонких пленках позволяет точно контролировать электронные корреляции и переводить материал в топологическую сверхпроводящую фазу
Практическое преимущество тонких пленок
Ультратонкие пленки из железо-теллурид-селенида более однородны, управляемы и совместимы с технологиями производства устройств, чем объемные кристаллы
Повышенная рабочая температура
Материал работает при температуре до 13 Кельвинов, что облегчает его охлаждение стандартными системами на жидком гелии по сравнению с платформами на основе алюминия (~1 К)
Естественная стабильность для квантовых вычислений
Топологические состояния в этих сверхпроводниках устойчивы к шумам, которые обычно разрушают квантовую информацию, что делает их идеальными для квантовых устройств
Текст сгенерирован с использованием ИИ
