Kansainvälinen tutkijaryhmä on ottanut ensimmäisen askeleen kohti grafeenista tehtyjä topologisia kubitteja.
”Osoitimme, että topologinen suprajohtavuus on mahdollista. Kvanttimaailman kaksi tärkeää ominaisuutta, suprajohtavuus ja magneettisuus, voivat esiintyä grafeenissa samaan aikaan”, kertoo professori Jose Lado Aalto-yliopistosta.
Normaalisti magneettisuus ja suprajohtavuus eli sähkövastuksen katoaminen ovat toisensa poissulkevia ilmiöitä.
Tutkijat saivat läpimurron aikaan yhdistämällä grafeenin kidevirheistä aiheutuvan magneettisuuden ja grafeenin pinnalle kerrostettujen metallisaarekkeiden aikaansaaman suprajohtavuuden.
He onnistuivat hallitsemaan teoreettisesti mallinnettua ja tarkasti suunniteltua systeemiä myös kokeellisesti.
Tutkijat päätyivät grafeeniin, koska se on helposti hallittava ja yleinen materiaali, jota pidetään tärkeänä myös kvanttiteknologioiden näkökulmasta.
Tulokset julkaisi Advanced Materials -lehti.
Kyettävä vielä kontrolloimaan ja hienosäätämään
Topologisten suprajohtavien materiaalien aikaansaaminen vaatii lisäksi sen, että magneettisuutta ja suprajohtavuutta kyetään kontrolloimaan ja hienosäätämään.
”Tässä tutkimuksessa emme vielä pystyneet havaitsemaan topologista suprajohtavuutta, mutta jatkamme tutkimusta kohti hiilipohjaisia topologisia kubitteja”, Lado sanoo.
Näin voi löytyä väylä hiilipohjaisten kvanttitietokoneiden rakentamiseen.
Aalto-yliopiston tutkijat ovat aikaisemmin saaneet aikaan kvanttilomittumisen kerrostamalla grafeeni- ja suprajohde-elektrodeja. Lisäksi he loivat grafeenipalasta uuden, kvanttitietokoneisiin riittävän nopean säteilyilmaisimen.
Aallon ja Tampereen yliopiston ryhmä rakensi ensi kertaa viime vuonna topologisen suprajohteen yhdistämällä hyvin ohuen kerroksen suprajohtavaa ja magneettista materiaalia.
(Kuva Jose Lado, Aalto-yliopisto) Tutkijat yhdistivät grafeenin kidevirheistä aiheutuvan magneettisuuden ja grafeenin pinnalle kerrostettujen metallisaarekkeiden vaikutuksesta muodostuvan suprajohtavuuden.
Aiheesta aiemmin:
Kohti rajatonta laskentatehoa – kvantit lomittuivat lämmön avulla
Grafeenista huippunopea säteilyilmaisin kvanttitietokoneisiin
