Os computadores quânticos têm o potencial de superar todos os sistemas convencionais de computação. Duas implementações físicas promissoras para o armazenamento e manipulação de informações quânticas são os modos eletromagnéticos de circuitos supercondutores e os spins de pequenos números de elétrons presos em pontos quânticos semicondutores.
Uma equipe de pesquisadores liderada pelo laboratório de Michel Devoret, o professor de Física Aplicada Frederick W. Beinecke, demonstrou experimentalmente um novo bit quântico (“qubit”) que funde essas duas plataformas, com potencial para assumir os aspectos benéficos de ambas. Os resultados são publicados hoje na Science.
O qubit consiste no spin de uma quasipartícula supercondutora individual presa em uma junção de Josephson. Devido a um acoplamento spin-órbita na junção, a supercorrente que flui através da junção depende do estado de spin da quase-partícula.
“Fomos capazes de mostrar como aproveitar essa supercorrente dependente de spin para obter detecção de spin e manipulação coerente de spin”, disse Max Hays, Ph.D. aluno no laboratório de Devoret e autor principal do estudo.
Este trabalho também representa um avanço significativo para nossa compreensão e controle dos níveis de Andreev. Os níveis de Andreev são estados eletrônicos microscópicos que existem em todas as junções Josephson; eles são a origem microscópica do famoso efeito Josephson, no qual uma corrente flui sem qualquer voltagem. Em heteroestruturas supercondutor-semicondutoras, como as junções nanofio investigadas neste experimento, os níveis de Andreev são os estados pais dos modos Majorana (estados especiais em que as duas “metades” de um elétron são separadas). Portanto, este experimento também é importante para os esforços para realizar o processamento de informações topológicas baseado em Majorana.
Publicado em 28/07/2021 10h35
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