Recentemente, fisici del MIT hanno proposto un innovativo metodo per generare elettroni frazionati, noti come anyoni non-Abeliani, all’interno di materiali bidimensionali. Questa scoperta potrebbe rappresentare un significativo passo avanti nel campo della computazione quantistica, consentendo la creazione di bit quantistici più affidabili senza la necessità di campi magnetici. Il ditellururo di molibdeno è emerso come un materiale promettente per la formazione di questi anyoni, aprendo la strada a progressi sostanziali nella realizzazione di una computazione quantistica robusta.
Il team di fisici del MIT e la scoperta dei qubit
Il team di fisici del MIT ha dimostrato che è possibile creare una forma esotica di materia che potrebbe fungere da mattoni per i futuri computer quantistici. Questi bit quantistici, noti come qubit, potrebbero rendere i computer quantistici ancora più potenti di quelli attualmente in fase di sviluppo. La ricerca si basa su una recente scoperta di materiali in cui gli elettroni possono dividere in parti frazionarie, un fenomeno noto come frazionamento degli elettroni. Questa divisione avviene senza la necessità di un campo magnetico, rendendo il processo più pratico per le applicazioni reali.
- Il frazionamento degli elettroni è stato inizialmente scoperto nel 1982, guadagnando un Premio Nobel, ma richiedeva l’applicazione di un campo magnetico.
- La capacità di creare elettroni frazionati senza questa necessità apre nuove possibilità di ricerca e applicazioni tecnologiche pratiche.
Quando gli elettroni si dividono in frazioni di se stessi, si formano gli anyoni, che possono appartenere a diverse classi. Gli anyoni non-Abeliani, in particolare, hanno la capacità sorprendente di “ricordare” le loro traiettorie nello spazio-tempo, un aspetto che potrebbe rivelarsi estremamente utile per la computazione quantistica.
Il lavoro del MIT e la creazione degli anyoni non-Abeliani
Il team del MIT, guidato dal professore Liang Fu, ha recentemente pubblicato un articolo sulla rivista Physical Review Letters, sottolineando la possibilità di creare gli anyoni non-Abeliani. Questi anyoni potrebbero rappresentare una svolta nel campo della computazione quantistica, consentendo di sfruttare stati non-Abeliani come qubit funzionanti e manipolare le loro eccitazioni per una computazione quantistica più robusta.
- Il lavoro del MIT si basa sui recenti progressi nei materiali bidimensionali, composti da uno o pochi strati di atomi.
- Questi materiali offrono la possibilità di creare strutture a sandwich, chiamate materiali moiré, che presentano proprietà insolite e che potrebbero favorire la formazione degli anyoni.
Gli anyoni possono formarsi solo in materiali bidimensionali, e gli esperimenti condotti nel 2023 hanno dimostrato che è possibile generare anyoni non-Abeliani in un materiale moiré composto da sottili strati atomici di ditellururo di molibdeno.
Le potenzialità della scoperta del MIT
Il lavoro dei fisici del MIT potrebbe aprire la strada a computer quantistici più affidabili e in grado di eseguire una gamma più ampia di compiti. Se confermata sperimentalmente, questa scoperta potrebbe rivoluzionare il settore della computazione quantistica, consentendo di sfruttare appieno il potenziale degli anyoni non-Abeliani per sviluppare nuove tecnologie e applicazioni.
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