Los acoplamientos fuertes TN y ΔN entre los tres QD del dispositivo. Crédito: nanotecnología de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41565-025-01894-4
Un estudio, “La estabilidad mejorada de Majorana en una cadena Kitaev de tres sitios”, publicado en Nature Nanotechnology, demuestra una estabilidad significativamente mejorada de los modos cero de Majorana (MZMS) en sistemas cuánticos diseñados.
Esta investigación, realizada por un equipo de la Universidad de Oxford, la Universidad Tecnológica de Delft, la Universidad Tecnológica de Eindhoven y las máquinas cuánticas, representa un paso importante hacia la computación cuántica tolerante a fallas.
Los modos cero de Majorana (MZMS) son cuasipartículas exóticas que son teóricamente inmunes a las perturbaciones ambientales que causan decoherencia en los qubits convencionales. Esta estabilidad inherente los convierte en candidatos prometedores para construir computadoras cuánticas robustas. Sin embargo, lograr MZMS suficientemente estables ha sido un desafío persistente debido a las imperfecciones en los materiales tradicionales.
El equipo de investigación abordó este desafío construyendo una cadena Kitaev de tres sitios, un trampolín hacia los superconductores topológicos. Utilizaron puntos cuánticos acoplados por segmentos superconductores en nanocables híbridos semiconductores-superconductores, permitiendo un control preciso de los estados cuánticos.
Este diseño de tres sitios proporciona un “punto dulce” donde los MZMS están más separados espacialmente, reduciendo sus interacciones y mejorando su estabilidad, lo cual es un avance clave.
El Dr. Greg Mazur (Departamento de Materiales, Universidad de Oxford), autor principal del estudio y anteriormente ingeniero cuántico en Qutech durante el período de investigación, declaró: “Nuestros hallazgos son un avance clave, lo que demuestra que la escala de Kitaev las cadenas no solo conservan sino que aumenta la estabilidad de Majorana.
“Espero avanzar en este enfoque con mi grupo de investigación recién establecido en Oxford, apuntando hacia plataformas de puntos cuánticos aún más escalables. El enfoque de mi trabajo en el Departamento de Materiales será crear materia cuántica artificial a través de nanodevices avanzadas”.
El equipo anticipa que extender las cadenas mejorará exponencialmente la estabilidad, ya que los MZM en los fines se aislan cada vez más del ruido ambiental. Esto motiva fuertemente futuras exploraciones de matrices de puntos cuánticos más grandes, cruciales para la computación cuántica práctica. Este enfoque abre la puerta para crear materiales completamente nuevos con propiedades cuánticas a medida a través de una ingeniería precisa de dispositivos.
Más información: Alberto Bordin et al, mejoraron la estabilidad de Majorana en una cadena Kitaev de tres sitios, Nature Nanotechnology (2025). Doi: 10.1038/s41565-025-01894-4
Proporcionado por la Universidad de Oxford
Cita: un nuevo estudio logra un gran avance hacia la computación cuántica tolerante a fallas (2025, 2 de abril) Recuperado el 2 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-major-vance-fault-tolerant-quantum.html
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