In het laboratorium voor topologische materie van de Universiteit van Keulen hebben natuurkundigen voor het eerst rechtstreeks kwantumtoestanden waargenomen die de theorie al in 2008 voorspelde. Het apparaat — een Josephson-overgang op het oppervlak van een topologische isolator — vertoonde precies de hooggeleidende Andreev-toestanden die moeten ontstaan bij de wisselwerking tussen supergeleiding en topologische oppervlakte-elektronen.
Het team onder leiding van professor Yoichi Ando, met deelname van dr. Jakob Schluck en Ella Nikodem, gebruikte tunnelspectroscopie. Zij maten het spectrum van toestanden binnen de overgang door het faseverschil tussen twee supergeleiders te variëren en een magnetisch veld aan te leggen. De resultaten kwamen overeen met de berekeningen van de groep van Fabian Hassler van de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aken en met het model van Liang Fu en Charles Kane.
Een topologische isolator geleidt stroom alleen langs het oppervlak, terwijl hij van binnen een isolator blijft. Wanneer dit oppervlak met een supergeleider wordt verbonden, ontstaan op de grens bijzondere elektron-gatparen — Andreev-toestanden. In een gewoon materiaal gedragen zij zich anders dan op een topologisch oppervlak: hier blijven zij hooggeleidend over een breed bereik van ladingsdragersdichtheid en lokaliseren zij zich onder invloed van een magnetisch veld in bepaalde gebieden van de overgang.
Deze waarneming versterkt de theoretische basis van topologisch kwantumrekenen. In een dergelijk systeem zouden Majorana-nulmodi informatie niet-lokaal kunnen opslaan en haar zo tegen lokale storingen en fouten beschermen. De overgang naar topologische supergeleiding — het sluiten en opnieuw openen van de energiekloof — is nog niet vastgesteld, maar de reeds verkregen gegevens komen met hoge nauwkeurigheid overeen met de voorspellingen.
De resultaten zijn op 2 november 2026 gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances. De onderzoekers benadrukken: de volgende stap is het verhogen van de energie- en tijdsresolutie van het experiment om het moment van de topologische faseovergang zelf vast te leggen.
Het werkelijke experiment in Keulen heeft aangetoond dat het oppervlak van een topologische isolator zich precies zo gedraagt als nodig is voor toekomstige foutbestendige qubits, en dit verandert nu al de kaart van mogelijke wegen naar een praktische topologische kwantumcomputer.
