Des physiciens de l'Université d'Uppsala en Suède ont identifié comment faire la distinction entre les vrais et les « faux » états de Majorana dans l'une des configurations expérimentales les plus couramment utilisées, au moyen de mesures de surintensité. Cette étude théorique est une étape cruciale pour faire avancer le domaine des supraconducteurs topologiques et des applications des états de Majorana pour les ordinateurs quantiques robustes. De nouvelles expériences testant cette approche sont attendues prochainement.

Les états de Majorana existent sous forme d'états à énergie nulle aux extrémités des supraconducteurs topologiques (un type spécial de supraconducteurs, matériaux qui conduisent avec une résistance nulle lorsqu'ils sont refroidis à une température proche du zéro absolu), où les états de basse énergie sont robustes contre les défauts. Les États de Majorana ont des propriétés exotiques qui en font des candidats prometteurs comme qubits pour les ordinateurs quantiques tolérants aux pannes. Cependant, dans les expériences, des états triviaux à énergie nulle imitant les états de Majorana peuvent également apparaître. La difficulté à distinguer le vrai et ces « faux » Majoranas est un problème qui a entravé le progrès expérimental dans ce domaine de recherche et a été une épine dans le pied des experts.

Une solution à ce problème a été proposée dans une étude récente du groupe d'Annica Black-Schaffer. Les auteurs ont simulé l'ensemble du système de l'une des configurations expérimentales les plus courantes utilisées dans l'ingénierie des supraconducteurs topologiques aussi précisément que possible et ont capturé les principaux effets de tous les composants. En étudiant le supracourant (le courant dans les supraconducteurs) entre deux supraconducteurs fabriqués, ils ont constaté qu'il y a une inversion de signe dans le supercourant en raison de l'état trivial «faux» de Majorana sous l'application d'un champ magnétique, alors qu'une telle inversion de signe n'est pas produite par les vrais États de Majorana. Ils ont ensuite conclu que les supercourants offrent un outil puissant pour la distinction sans ambiguïté entre les états triviaux et les états topologiques de Majorana.

"Cette étude aide et motive les expérimentateurs vers la bonne identification des Majoranas topologiques en utilisant des mesures de supercourants. Notre étude montre que nous devons effectuer une modélisation plus précise, " dit Jorge Cayao, chercheur postdoctoral à l'Université d'Uppsala.

"Il est crucial que nous soyons certains que nous avons réellement conçu des états de Majorana et non des états triviaux. Cette étude présente un moyen d'y parvenir grâce à des mesures de supercourant, " dit Oladunjoye Awoga, doctorat étudiant à l'Université d'Uppsala.