Un experimento en Colonia confirma una teoría clave para los cúbits topológicos

Editado por: Svitlana Velhush

En el laboratorio de Materia Topológica de la Universidad de Colonia, unos físicos observaron por primera vez de forma directa los estados cuánticos que la teoría predecía ya en 2008. El dispositivo —una unión Josephson en la superficie de un aislante topológico— mostró precisamente los estados de Andreev altamente conductores que deben aparecer cuando la superconductividad interactúa con los electrones topológicos de superficie.

El equipo, dirigido por el profesor Yoichi Ando y con la participación del doctor Jakob Schluck y de Ella Nikodem, utilizó espectroscopia de túnel. Midieron el espectro de estados dentro de la unión variando la diferencia de fase entre los dos superconductores y aplicando un campo magnético. Los resultados coincidieron con los cálculos del grupo de Fabian Hassler, de la Universidad Técnica de Renania-Westfalia de Aquisgrán, y con el modelo de Liang Fu y Charles Kane.

Un aislante topológico conduce la corriente solo por su superficie, mientras que en su interior permanece aislante. Cuando esa superficie se une a un superconductor, en la frontera surgen pares electrón-hueco especiales: los estados de Andreev. En un material ordinario se comportan de manera distinta que en una superficie topológica: aquí siguen siendo altamente conductores en un amplio intervalo de densidad de portadores y se localizan en determinadas regiones de la unión bajo la acción de un campo magnético.

Esta observación refuerza la base teórica de la computación cuántica topológica. En un sistema así, los modos cero de Majorana podrían almacenar información de forma no local, protegiéndola de perturbaciones y errores locales. Todavía no se ha registrado la transición a la superconductividad topológica —el cierre y la reapertura de la brecha de energía—, pero los datos ya obtenidos coinciden con las predicciones con gran precisión.

Los resultados se publicaron el 2 de noviembre de 2026 en la revista Science Advances. Los investigadores subrayan que el siguiente paso es aumentar la resolución energética y temporal del experimento para captar el momento mismo de la transición de fase topológica.

El experimento real en Colonia ha demostrado que la superficie de un aislante topológico se comporta exactamente como se necesita para los futuros cúbits resistentes a errores, y esto ya está cambiando el mapa de los posibles caminos hacia un computador cuántico topológico práctico.

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Fuentes

  • Experiment supports theoretical foundation for potentially more error-resistant quantum computing

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