Ирландия делает открытие, выходящее за рамки квантовых вычислений, бросая вызов основам науки

Исследователи сделали важный шаг в области квантовых технологий, разработав метод «расщепления» электронов. Этот прорыв может ускорить создание топологических квантовых компьютеров, способных обрабатывать данные на невиданных ранее уровнях. Новое исследование обещает революцию в точности и скорости обработки информации.

Как расщепили электроны?

Хотя электроны долгое время считались неделимыми, в условиях квантовой суперпозиции они могут проявлять свойства, напоминающие разделение на две части. Эти так называемые «полуэлектроны» могут стать основой для следующего поколения квантовых устройств.

Руководителями исследования стали профессор Эндрю Митчелл из Университетского колледжа Дублина и доктор Судешна Сен из Индийского технологического института. Результаты их работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Квантовая механика на службе электроники

В мире нанотехнологий, где размеры компонентов достигают масштабов в нанометры, действуют законы квантовой механики. Ученые наблюдают, как электроны перемещаются через сверхтонкие цепи один за другим. Это явление может привести к созданию инновационных устройств, таких как одноэлектронные транзисторы.

Роль квантовой интерференции

Наноразмерные цепи создают условия, при которых электроны могут следовать двумя путями, вызывая квантовую интерференцию, аналогичную эффектам знаменитого эксперимента с двойной щелью. В этом эксперименте наблюдались волновые свойства электронов, когда они, проходя через щели, создавали интерференционные узоры.

Фермионы Майораны и их значение

Профессор Митчелл объясняет, что при определённых условиях электроны могут разрушительно взаимодействовать друг с другом, меняя характер квантовой интерференции. В результате кажется, что электроны разделяются на две части.

Это открытие может приблизить создание фермионов Майораны — теоретически предсказанных частиц, впервые описанных в 1937 году. Эти частицы играют ключевую роль в разработке топологических квантовых компьютеров, которые используют эффекты квантовой интерференции для выполнения вычислений.

Новые горизонты технологий

Применение «полуэлектронов» в нанотехнологиях может значительно повысить производительность и стабильность квантовых компьютеров. Этот прорыв приближает нас к практическому использованию квантовой механики в повседневной технике.

"Мы стоим на пороге новой эры в обработке данных и вычислениях," — утверждают авторы исследования, подчёркивая значение своего открытия для науки и технологий.