Avancée, les ordinateurs quantiques tolérants aux pannes peuvent être plus proches que les scientifiques ne l'avaient prévu, selon les avancées récentes rapportées par les chercheurs de Johns Hopkins dans une nouvelle étude récemment publiée dans Lettres d'examen physique .

Les chercheurs se sont appuyés sur leur étude précédente sur la recherche de blocs de construction de base de matériaux appelés supraconducteurs avec appariement spin-triplet, qui étaient considérés comme très rares. La propriété rare de l'appariement spin-triplet peut donner naissance à un état électronique exotique appelé fermions de Majorana, qui peuvent être utilisés comme bits quantiques tolérants aux pannes, une unité de travail de base pour les futurs ordinateurs quantiques qui pourraient éventuellement remplacer les prototypes sujets au bruit en cours de développement par Google et IBM.

Un obstacle majeur est la rareté du matériau supraconducteur à appariement triplet. Pour rendre les choses encore plus difficiles, la supraconductivité et son mécanisme d'appariement sous-jacent sont notoirement connus comme les quelques propriétés physiques qui ne peuvent être calculées ou prédites. La recherche matérielle doit se dérouler en grande partie d'une manière laborieuse d'essais et d'erreurs, ignorée de toute orientation théorique.

La nouvelle découverte se concentre sur un type particulier de cristal, un supraconducteur non centrosymétrique. Contrairement à la plupart des matériaux cristallins courants qui démontrent une symétrie d'inversion, C'est, une structure cristalline indiscernable par son image d'inversion, cette classe spéciale de matériaux brise la symétrie d'inversion, présentant une image d'inversion distincte d'elle-même. Cette faible symétrie est prédite pour indiquer la présence de l'appariement spin-triplet autrement insaisissable. Ces matériaux « humbles » constituent une riche mine potentielle de matériaux de construction d'ordinateurs quantiques. Cependant, la preuve décisive de l'appariement spin-triplet dans ces cristaux a fait défaut.

En utilisant une nouvelle méthode expérimentale, les chercheurs de Hopkins ont examiné un prototype de ce supraconducteur, -BiPd. Leur expérience a révélé la présence de la quantification semi-entière très inhabituelle du flux magnétique dans les anneaux polycristallins de α-BiPd, qui comprend des preuves de l'appariement spin-triplet.

Cette nouvelle découverte dépeint un avenir prometteur et encourageant lorsque davantage de matériaux de base émergeront de matériaux à faible symétrie. Le portefeuille de matériaux enrichi pourrait accélérer le développement d'ordinateurs quantiques tolérants aux pannes, et dans un futur lointain, inaugurer l'informatique quantique à usage général qui pourrait atteindre les gens ordinaires.