La quête des particules de Majorana en tant que blocs de construction d'un futur ordinateur est en marche depuis la première observation de ces particules à Delft en 2012. En raison de leurs propriétés physiques, un bit quantique basé sur eux est protégé contre les erreurs. Expérimentalement, cependant, le contrôle et la réalisation des états de Majorana sont très difficiles. Une équipe internationale de scientifiques, dirigé par Attila Geresdi chez QuTech a maintenant démontré une nouvelle technologie permettant une caractérisation plus fiable pour le contrôle futur des particules de Majorana. Ils publient leurs travaux dans Physique de la nature .

Les États Majorana, particules quantiques exotiques, n'existent que dans des circonstances bien précises. Bien que théoriquement proposé en 1938, ils ont été observés pour la première fois dans une puce à l'état solide par le groupe de Leo Kouwenhoven en 2012. « L'ingrédient clé est un nanofil recouvert d'une couche supraconductrice », explique Attila Geresdi, chercheur principal de la présente étude. Ces particules sont les éléments constitutifs du calcul quantique topologique, une direction prometteuse dans la technologie quantique qui est poursuivie par plusieurs groupes de recherche à travers le monde en collaboration avec Microsoft.

«La plupart des études actuelles sur les États de Majorana reposent sur la mesure du flux d'électrons à travers le nanofil. Cela détruit cependant inévitablement l'information quantique encodée dans ces particules, ", explique Geresdi. Le groupe de Delft a collaboré avec un groupe international de chercheurs. Des scientifiques de l'Université de Yale ont fourni une compréhension théorique des dispositifs très spécifiques fabriqués à partir des nanofils ultra-propres fabriqués à Copenhague. Des chercheurs de Delft ont combiné les nanofils avec un spectromètre sur puce pour démontrer une méthode de mesure ne perturbant pas celle de Majorana.

« Dans le futur ordinateur quantique, vous voulez que chaque opération soit correcte, " dit Geresdi, « les bits quantiques topologiques sont intrinsèquement protégés des erreurs, ce qui signifie que si vous effectuez une opération quantique, ça marche toujours.' Il y a encore de grands obstacles sur la route vers l'informatique quantique basée sur les particules de Majorana, mais ce travail ouvre les portes à un nouveau régime d'expériences quantiques. Geresdi : « à la fois la physique fondamentale et les défis technologiques pour le contrôle des états de Majorana peuvent être explorés à l'aide de nos nouvelles méthodes ».