Nel laboratorio di Materia Topologica dell'Università di Colonia i fisici hanno osservato per la prima volta direttamente stati quantistici che la teoria aveva previsto già nel 2008. Il dispositivo — una giunzione Josephson sulla superficie di un isolante topologico — ha mostrato proprio quegli stati di Andreev ad alta conduttività che devono comparire nell'interazione tra superconduttività ed elettroni topologici di superficie.
Il gruppo guidato dal professor Yoichi Ando, con la partecipazione del dottor Jakob Schluck e di Ella Nikodem, ha utilizzato la spettroscopia a effetto tunnel. Hanno misurato lo spettro degli stati all'interno della giunzione, variando la differenza di fase tra i due superconduttori e applicando un campo magnetico. I risultati hanno coinciso con i calcoli del gruppo di Fabian Hassler dell'Università Tecnica Renania-Westfalia di Aquisgrana e con il modello di Liang Fu e Charles Kane.
Un isolante topologico conduce corrente solo sulla superficie, mentre all'interno rimane un isolante. Quando questa superficie viene collegata a un superconduttore, al confine si formano particolari coppie elettrone-lacuna — gli stati di Andreev. In un materiale ordinario essi si comportano diversamente che su una superficie topologica: qui rimangono ad alta conduttività in un ampio intervallo di densità dei portatori e si localizzano in determinate regioni della giunzione sotto l'azione del campo magnetico.
Questa osservazione rafforza le basi teoriche del calcolo quantistico topologico. In un tale sistema i modi zero di Majorana potrebbero conservare l'informazione in modo non locale, proteggendola da disturbi ed errori locali. Finora la transizione verso la superconduttività topologica — la chiusura e la riapertura del gap energetico — non è ancora stata registrata, ma i dati già ottenuti coincidono con le previsioni con elevata precisione.
I risultati sono stati pubblicati il 2 novembre 2026 sulla rivista Science Advances. I ricercatori sottolineano che il passo successivo è aumentare la risoluzione energetica e temporale dell'esperimento per cogliere il momento stesso della transizione di fase topologica.
L'esperimento reale a Colonia ha dimostrato che la superficie di un isolante topologico si comporta esattamente come serve per i futuri qubit resistenti agli errori, e questo sta già cambiando la mappa dei possibili percorsi verso un computer quantistico topologico pratico.
