Onderzoekers van de Zweedse Chalmers University of Technology zijn er in geslaagd om een topologische supergeleider te bouwen. In die supergeleiders kunnen zogenaamde 'Majorana'-partikels gevonden worden en die vormen dan weer de bouwstenen voor nieuwe soorten quantumcomputers.
Onderzoekers over de hele wereld steken heel wat tijd en moeite in het bouwen van quantumcomputers, apparaten met processoren die gebruik maken van de principes uit de quantummechanica. Zulke processoren kunnen in een beweging parallelle berekeningen uitvoeren over grote hoeveelheden data.
Een van de grote moeilijkheden daarbij is dat quantumsystemen behoorlijk onstabiel zijn. Om dat op te lossen wordt gebruik gemaakt van Majorana-partikels of Majorana-fermionen. Majorana-partikels zijn zeer opmerkelijke deeltjes die hun eigen antideeltje vormen en die je, zeer eenvoudig uitgelegd, als een soort halve elektron kunt beschouwen. In een quantumcomputer zou je informatie kunnen opslaan in een paar-partikels die afgesplitst worden van het materiaal waarin ze voorkomen, zodat ze, vermoedelijk, immuun worden voor onsamenhangendheid.
Majorana-partikels komen echter alleen voor in topologische supergeleiders, die zo nieuw zijn dat ze eigenlijk alleen nog maar in theorie bestaan. De onderzoekers van Chalmers zijn bij de eersten in de wereld die er in geslaagd zijn zo’n topologische supergeleider te bouwen.
Om die topologische supergeleider te bouwen, maakten ze gebruik van een topologische isolator van bismuth telluride of Bi2Te3. Daarop werd een laagje aangebracht van een conventionele supergeleider (in dit geval aluminium). De supergeleidende elektronen ‘lekken’ daarna als het ware in de isolator, die ook supergeleidend wordt. Aanvankelijk had het materiaal enkel maar de standaardeigenschappen van supergeleiding, maar door het af te koelen begonnen er bizarre eigenschappen de kop op te steken en kreeg het team het vermoeden dat ze een topologische supergeleider hadden gemaakt. Waarschijnlijk is door het herhaaldelijk afkoelen het materiaal onder stress komen te staan, waardoor het van eigenschap is veranderd.
De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het vakblad Nature Communications.
