ניסוי בקלן אישר תאוריה מרכזית לקיוביטים טופולוגיים

נערך על ידי: Svitlana Velhush

במעבדה לחומר טופולוגי באוניברסיטת קלן ראו פיזיקאים לראשונה באופן ישיר מצבים קוונטיים שהתאוריה חזתה כבר בשנת 2008. ההתקן — צומת ג'וזפסון על פני השטח של מבודד טופולוגי — הראה בדיוק את מצבי Andreev מוליכי-העל שאמורים להיווצר באינטראקציה בין מוליכות-על לאלקטרוני פני השטח הטופולוגיים.

הצוות בראשות הפרופסור יואיצ'י אנדו (Yoichi Ando), בהשתתפות הדוקטור יאקוב שלוק ואלה ניקודם, השתמשו בספקטרוסקופיית מנהרה. הם מדדו את ספקטרום המצבים בתוך הצומת, תוך שינוי הפרש הפאזה בין שני מוליכי-העל והפעלת שדה מגנטי. התוצאות תאמו את החישובים של קבוצת פביאן הסלר מהאוניברסיטה הטכנית של ריינלנד-וסטפאליה באאכן, וכן את המודל של ליאנג פו וצ'ארלס קיין.

מבודד טופולוגי מוליך זרם רק על פני השטח, ובפנים נשאר מבודד. כאשר מחברים את פני השטח הללו למוליך-על, נוצרים בגבול זוגות אלקטרון-חור מיוחדים — מצבי Andreev. בחומר רגיל הם מתנהגים אחרת מאשר על פני שטח טופולוגי: כאן הם נשארים מוליכים-על בטווח רחב של צפיפות נושאי מטען ומתמקמים באזורים מסוימים של הצומת בהשפעת שדה מגנטי.

תצפית זו מחזקת את הבסיס התאורטי של מחשוב קוונטי טופולוגי. במערכת כזו, מודי אפס של Majorana יוכלו לאחסן מידע באופן לא-מקומי, ולהגן עליו מפני הפרעות ושגיאות מקומיות. עדיין לא תועד מעבר למוליכות-על טופולוגית — סגירה ופתיחה מחדש של פער האנרגיה — אך הנתונים שכבר התקבלו תואמים את התחזיות בדיוק רב.

התוצאות פורסמו ב-2 בנובמבר 2026 בכתב העת Science Advances. החוקרים מדגישים: הצעד הבא הוא להעלות את הרזולוציה האנרגטית והזמנית של הניסוי, כדי לתפוס את הרגע עצמו של המעבר הפאזי הטופולוגי.

הניסוי הממשי בקלן הראה שפני השטח של מבודד טופולוגי מתנהגים בדיוק כפי שנדרש לקיוביטים עמידי-שגיאות בעתיד, וכבר כעת הדבר משנה את מפת הדרכים האפשריות לקראת מחשב קוונטי טופולוגי מעשי.

1 צפיות

מקורות

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

תגובות

קראו כתבות נוספות בנושא זה:

QUANTUM COMPUTER MADE PARTICLES FROM ENERGY there is a process in particle physics called string breaking. pull a quark and antiquark apart and the gluon field between them stretches like a rubber band. at some point the stored energy is enough to create a new pair of particles.

Image
Reply
מצאתם טעות או אי-דיוק?הערותיכם ייבחנו בהקדם האפשרי.