Vu l’importance qu’auront les ordinateurs quantiques dans tous les domaines des science et technologies, tant civiles que militaires, on peut s’étonner de voir le peu de moyens que mettent les grandes puissances mondiales pour maitriser ce domaine.
En tout cas, une équipe de chercheurs de l’Université de Californie Riverside a fait un grand pas dans cette direction.. Elle a développé un nouveau matériau supraconducteur qui pourrait être utilisé à grande échelle dans les composants des calculateurs quantiques, quelle que soit leur taille .
Leur méthode repose l’utilisation de tellure trigonal, un matériau connu pour ses propriétés chirales (non superposable à son image dans un miroir plan) et non magnétiques, combiné à un supraconducteur à l’état de surface généré sur une fine couche d’or. Il en résulte une interface à deux dimensions et aux caractéristiques qui le distinguent des supraconducteurs conventionnels.
Ce matériau, qui pourrait fonctionner en tant que supraconducteur topologique (aucune résistance électrique et des propriétés uniques en fonction de sa forme), est ainsi six fois plus performant. De quoi générer des qubits en quantité !
Peng Wei, professeur agrégé de physique et d’astronomie et leader de l’équipe de recherche, déclare : “Notre matériau pourrait être un candidat prometteur pour développer des composants informatiques quantiques plus évolutifs et plus fiables.
Les chercheurs s’en sont servis pour créer des résonateurs micro-ondes à faibles pertes. Ce sont ces pertes qui, à l’heure actuelle, constituent la première des difficiles à résoudre pour l’essor de l’informatique quantique.
Peng Wei précise être parvenu à ce résultat “en utilisant des matériaux beaucoup plus fins que ceux généralement utilisés dans l’industrie de l’informatique quantique. Les résonateurs micro-ondes à faibles pertes sont des composants essentiels de l’informatique quantique et pourraient conduire à des qubits supraconducteurs à faibles pertes”.
Référence
- Signatures of a spin-active interface and a locally enhanced Zeeman field in a superconductor-chiral material heterostructure
Cliff Chen https://orcid.org/0009-0009-1424-2039, Jason Tran https://orcid.org/0009-0007-4675-6320, Anthony McFadden, Raymond Simmonds https://orcid.org/0000-0003-2217-2965, Keisuke Saito, En-De Chu https://orcid.org/0000-0002-2713-5234, Daniel Morales https://orcid.org/0009-0004-0109-0025, Varrick Suezaki https://orcid.org/0009-0005-9482-424X, Yasen Hou, […], and Peng Wei https://orcid.org/0000-0003-2289-6007
+3 authors
Science Advances
23 Aug 2024
Vol 10, Issue 34
Abstract
A localized Zeeman field, intensified at heterostructure interfaces, could play a crucial role in a broad area including spintronics and unconventional superconductors. Conventionally, the generation of a local Zeeman field is achieved through magnetic exchange coupling with a magnetic material. However, magnetic elements often introduce defects, which could weaken or destroy superconductivity. Alternatively, the coupling between a superconductor with strong spin-orbit coupling and a nonmagnetic chiral material could serve as a promising approach to generate a spin-active interface. Here, we leverage an interface superconductor, namely, induced superconductivity in noble metal surface states, to probe the spin-active interface. Our results unveil an enhanced interface Zeeman field, which selectively closes the surface superconducting gap while preserving the bulk superconducting pairing. The chiral material, i.e., trigonal tellurium, also induces Andreev bound states (ABS) exhibiting spin polarization. The field dependence of ABS manifests a substantially enhanced interface Landé g-factor (geff ~ 12), thereby corroborating the enhanced interface Zeeman energy.
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