Des atomes magnétiques saupoudrés au hasard (flèches rouges) sur une surface supraconductrice peuvent donner naissance à une phase supraconductrice topologique. Encart :Le début de la phase topologique est signalé par l'apparition d'un mode de bord dit de Majorana encerclant le système. Crédit :Teemu Ojanen
Concevoir des matériaux quantiques aux propriétés électriques exotiques et sans précédent fait vibrer le domaine de la physique. Des chercheurs de l'Université Aalto en Finlande ont maintenant introduit un tournant significatif dans cette discussion en développant un matériau amorphe qui présente une supraconductivité topologique. Jusqu'à ce point, ces matériaux ont nécessité des structures très régulières pour montrer les propriétés électriques souhaitées.
Les résultats, Publié dans Communication Nature , rapprocher le domaine de l'application. Les supraconducteurs et les isolants topologiques sont considérés comme des blocs de construction possibles de composants sans perte pour les ordinateurs quantiques. Alors que les supraconducteurs topologiques peuvent ne pas exister dans la nature, ils peuvent être fabriqués, comme le démontre l'étude.
"Nous avons présenté une méthode de fabrication de matériaux topologiques dans des systèmes amorphes avec des constituants placés de manière aléatoire. Cela signifie que nous pouvons atteindre la supraconductivité dans le matériau en saupoudrant des atomes magnétiques sur une surface supraconductrice de manière complètement aléatoire, pas dans des treillis très définis et ornementés, par exemple, " explique le doctorant Kim Pöyhönen.
L'essor récent des supraconducteurs topologiques provient principalement d'un phénomène non conventionnel au niveau quantique, un mouvement collectif de nombreuses particules individuelles appelées excitations de fermions de Majorana. Ils ont été envisagés comme des ingrédients essentiels des ordinateurs quantiques topologiques.
"Devenir très irrégulier, les systèmes aléatoires fonctionnant comme des supraconducteurs topologiques rendront potentiellement leur fabrication et leur fabrication beaucoup plus pratiques par rapport aux méthodes actuelles, " dit le chef du groupe de recherche, Le professeur Teemu Ojanen.
Peut-être pour l'instant, les implications du matériau quantique aléatoire ne relèvent que de la recherche fondamentale, mais ce ne sera peut-être plus le cas pour longtemps.
"Pour que la matière quantique topologique trouve son chemin vers des applications réelles, il est impératif que nous trouvions encore plus de nouveaux candidats pour les matériaux topologiques amorphes, " déclare Ojanen.
