Majorana in 2D

Onderzoekers van QuTech hebben een manier gevonden om Majorana-deeltjes in een tweedimensionale omgeving te creëeren. Dit werd bereikt met ‘nanodevices’ op basis van de materiaaleigenschappen van zowel supergeleiders als halfgeleiders.  De inherente flexibiliteit van dit nieuwe 2D-platform zou nieuwe experimenten met Majorana’s mogelijk moeten maken.

Tags:
Een ‘scanning electron micrograph’ van een nanodevice die werd gebruikt voor de experimenten die in het artikel staan beschreven.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Nature.

Onderzoekers hebben een manier gevonden om Majorana-deeltjes in een tweedimensionale omgeving te creëeren. Dit werd bereikt met ‘nanodevices’ op basis van de materiaaleigenschappen van zowel supergeleiders als halfgeleiders.  De inherente flexibiliteit van dit nieuwe 2D-platform zou nieuwe experimenten met Majorana’s mogelijk moeten maken. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Nature.

Inherent stabiele qubits

Majorana-qubits zijn gebaseerd op topologische beschermde materialen, waardoor ze zelfs bij kleine lokale verstoringen stabiel blijven. Deze robuuste Majorana-qubits zijn daarom ook ideaal voor kwantumcomputers, omdat de onderliggende kwantuminformatie zo veel langer stabiel blijft.  

Majoranadeeltjes in twee dimensies

Wel moeten er nog verschillende stappen worden gezet voordat er een volledige Majorana-qubit kan worden geproduceerd. Voorop staat een betrouwbare manier om Majorana’s te creëren en aan te tonen dat ze inderdaad zoveel potentie hebben als nu wordt gedacht. Eerder hebben onderzoekers van QuTech – een samenwerking tussen de TU Delft en TNO – een Kitaev-keten gemaakt van ééndimensionale nanodraad om Majorana’s te bestuderen. Hierbij wordt een ketting van halfgeleidende qantumstippen verbonden via supergeleiders om zo Majorana’s te produceren.

De overgang naar twee dimensies heeft belangrijke gevolgen, zegt eerste auteur Bas ten Haaf: “Door de Kitaev-keten in twee dimensies te implementeren, laten we zien dat de onderliggende natuurkundige uitgangspunten universeel en platformonafhankelijk zijn.” Collega en mede-eerste auteur Qingzheng Wang: “Onderzoek naar Majorana’s staat al lang voor een flinke uitdaging op het gebied van reproduceerbaarheid. Onze resultaten zijn dan ook zeker bemoedigend te noemen.”

Op weg naar Majorana qubits

Met tweedimensionale Kitaev-ketens kan toekomstig onderzoek naar Majorana’s meerdere kanten op. Hoofdonderzoeker Srijit Goswami: “We zijn nu in staat om Majorana’s te onderwerpen aan interessante natuurkundige proeven waarmee we hun fundamentele eigenschappen kunnen leren kennen. Zo kunnen we het aantal plaatsen in de Kitaev-keten vergroten en de bescherming van Majorana-deeltjes systematisch bestuderen. Op termijn kunnen we dankzij de flexibiliteit en schaalbaarheid van het 2D-platform na gaan denken over concrete strategieën om gehele Majorana-netwerken te bouwen met de benodigde hulpmiddelen voor het beheren en uitlezen van een Majorana-qubit.” 

Tags:

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *