У лабораторії топологічної матерії Кельнського університету фізики вперше безпосередньо побачили квантові стани, які теорія передбачала ще в 2008 році. Пристрій — джозефсонівський перехід на поверхні топологічного ізолятора — показав саме ті високопровідні Andreev-стани, які мають з'являтися під час взаємодії надпровідності з топологічними поверхневими електронами.
Команда під керівництвом професора Йоїті Андо (Yoichi Ando) і за участю доктора Якоба Шлюка та Елли Нікодем використала тунельну спектроскопію. Вони вимірювали спектр станів усередині переходу, змінюючи фазову різницю між двома надпровідниками та прикладаючи магнітне поле. Результати збіглися з розрахунками групи Фабіана Хаслера з Рейнсько-Вестфальського технічного університету Аахена та з моделлю Лян Фу і Чарльза Кейна.
Топологічний ізолятор проводить струм лише по поверхні, а всередині залишається ізолятором. Коли цю поверхню з'єднують із надпровідником, на межі виникають особливі пари електрон-дірка — Andreev-стани. У звичайному матеріалі вони поводяться інакше, ніж на топологічній поверхні: тут вони залишаються високопровідними в широкому діапазоні густини носіїв і локалізуються в певних областях переходу під дією магнітного поля.
Це спостереження зміцнює теоретичну основу топологічного квантового обчислення. У такій системі Majorana-нульові моди могли б зберігати інформацію нелокально, захищаючи її від локальних перешкод і помилок. Поки перехід у топологічну надпровідність — закриття й повторне відкриття енергетичної щілини — ще не зафіксовано, але вже отримані дані збігаються з передбаченнями з високою точністю.
Результати опубліковано 2 листопада 2026 року в журналі Science Advances. Дослідники наголошують: наступний крок — підвищити енергетичну та часову роздільну здатність експерименту, щоб зловити сам момент топологічного фазового переходу.
Реальний експеримент у Кельні показав, що поверхня топологічного ізолятора поводиться саме так, як потрібно для майбутніх стійких до помилок кубітів, і це вже змінює карту можливих шляхів до практичного топологічного квантового комп'ютера.
