Două laboratoare independente au măsurat aceeași sarcină electrică fracționată, un pas spre computere cuantice mai stabile
Două echipe diferite, una în Elveția și una în Israel, au măsurat separat exact aceeași sarcină electrică de un sfert de electron. Confirmă o stare cuantică rară, reper pentru viitoare computere cuantice mai greu de perturbat.
Două echipe de cercetare independente, una la Școala Politehnică Federală din Lausanne (EPFL), în Elveția, și una la Institutul Weizmann, în Israel, au măsurat separat aceeași valoare pentru o sarcină electrică fracționată rară, un semnal statistic considerat esențial pentru viitoarele computere cuantice mai rezistente la erori.
Starea studiată se numește starea cuantică Hall fracționată ν = 1/2, un fenomen în care electronii dintr-un material bidimensional, răcit la temperaturi apropiate de zero absolut, se comportă colectiv și produc particule care par să transporte doar o fracțiune din sarcina unui electron întreg, nu sarcina completă.
Cum s-a măsurat, de fapt
Ambele echipe au folosit un dispozitiv numit contact punctiform cuantic, operat într-un regim de "împrăștiere slabă", pentru a măsura zgomotul electric produs atunci când aceste particule fracționate trec, una câte una, printr-o îngustare a materialului. Acest zgomot, aparent doar bruiaj electric, conține de fapt informația exactă despre cât de mare este sarcina fiecărei particule.
Rezultatele sunt aproape identice: dispozitivul de la EPFL a măsurat o sarcină de 0,250 ± 0,013 din sarcina unui electron, iar cel de la Weizmann, 0,249 ± 0,018. Ambele valori corespund cu precizie unui sfert de sarcină electronică, exact ce prezice teoria pentru această stare cuantică.
De ce contează exact această coincidență: este prima dată în istoria domeniului când două grupuri diferite, cu echipamente diferite, măsoară aceeași valoare pentru acest tip de sarcină fracționată, ceea ce întărește considerabil încrederea în rezultat și în metoda de măsurare folosită.
Onestitate despre limitări: măsurătoarea sarcinii de un sfert de electron nu poate, prin ea însăși, să spună dacă starea cuantică respectivă este de tipul "abelian" sau "non-abelian", o distincție esențială pentru aplicații practice. Rezultatul servește însă ca reper solid pentru experimentele viitoare care vor testa exact această distincție, relevantă pentru construirea unor computere cuantice protejate topologic, mai greu de perturbat de mediul exterior.
Sursă: EPFL și Institutul Weizmann, via Interesting Engineering