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Il ciclo quantistico

Un nuovo materiale può aiutare a costruire computer quantistici. I superconduttori sono materiali in cui l'elettricità scorre senza incontrare resistenza. Di solito il suo percorso è unidirezionale, ma è stato scoperto un materiale in cui la corrente può fluire in due direzioni contemporaneamente. Scienza (https://science.sciencemag.org/content/366/6462/238)

Questo insolito superconduttore è il cosiddetto b-Bi2Pdcostituito da bismuto cristallino e palladio. Se formiamo un anello da un sottile strato di materiale, si scopre che la corrente in esso fluirà in senso orario e antiorario allo stesso tempo. Gli scopritori del fenomeno prevedono che verrà utilizzato nella prossima generazione di computer quantistici, grazie all'uso diretto delle leggi di fisica quantistica saranno in grado di eseguire calcoli molto più velocemente rispetto alle loro controparti moderne.

Fonte immagine: Qubit sovrapposta / Johns Hopkins University


"La sovrapposizione di correnti che scorrono in direzioni opposte", spiega Yufan Li, fisico della Johns Hopkins University e primo autore del lavoro pubblicato. Mentre un po 'in un computer classico può essere solo in uno dei due stati, il suo equivalente quantistico può esistere nella sovrapposizione di entrambi gli stati (come nel famoso paradosso di Schrödinger con un gatto vivo e uno morto allo stesso tempo). I Qubit consentono di aumentare l'efficienza dei calcoli perché contengono più informazioni.


I materiali superconduttori progettati in precedenza richiedono un campo magnetico di magnitudine precisa. Al contrario, gli anelli b-Bi2Pd che Li ha progettato con l'unità come unità di corrente superconduttrice non richiedono alcun magnete esterno in modo che la corrente possa fluire in entrambe le direzioni. I ricercatori sostengono che questa proprietà dovrebbe determinare un "salto di qualità" nell'attuale tecnologia dei qubit. È un'importante semplificazione nella progettazione del circuito e nella sua calibrazione. "È anche possibile che le proprietà specifiche di b-Bi2Pd ci permettano di osservare i fenomeni che indicano l'esistenza di quasiparticelle teoricamente previste chiamate Majoranafermions che sono le proprie antiparticelle Antiparticella e la particella corrispondente hanno la stessa massa, ma le loro cariche hanno il segno opposto).