Un team di ricercatori della Brown University ha mostrato un nuovo metodo per sondare le proprietà di strane quasiparticelle chiamate qualunquoni, che potrebbero essere utili nei futuri computer quantistici. Mentre altri metodi sondano queste particelle usando la carica elettrica, il nuovo metodo adottato da un team di scienziati, basato sull'osservazione della conduzione di calore, consente ai ricercatori di sondare i qualunquoni anche in materiali non conduttori. Questo è fondamentale, dicono i ricercatori, perché i sistemi non conduttori hanno requisiti di temperatura molto meno rigorosi, rendendoli un'opzione più pratica per il calcolo quantistico.
Secondo Dima Feldman, professore di fisica alla Brown e coautore dello studio "Abbiamo diversi modi per sondare gli anyon usando la carica, ma la domanda è stata come rilevarli nei sistemi isolanti che sarebbero utili in quello che è noto come calcolo quantistico topologico". "Abbiamo dimostrato che può essere fatto usando la conduttanza termica. I qualunquoni sono interessanti perché non seguono le stesse regole delle altre particelle: bosoni e fermioni.
I qualunquoni, emergono solo in sistemi che sono confinati a due dimensioni, inoltre mantengono memoria delle loro interazioni con altri qualunquoni. Questa memoria delle interazioni passate può essere utilizzata per codificare le informazioni in modo efficiente, motivo per cui le particelle sono strumenti interessanti per il calcolo quantistico.
I computer quantistici promettono di eseguire determinati tipi di calcoli che sono praticamente impossibili per i computer di oggi. Un computer quantistico che utilizza anyons, noto come computer quantistico topologico, ha il potenziale per operare senza un'elaborata correzione degli errori, che è un grosso ostacolo nella ricerca di computer quantistici utilizzabili.
Ma l'uso di qualunquoni per il calcolo richiede prima di essere in grado di identificare queste particelle. L'anno scorso, i ricercatori lo hanno fatto per la prima volta utilizzando una tecnica nota come interferometria di carica. Essenzialmente, i qualunquoni si sono mossi l'uno intorno all'altro, facendo sì che le loro funzioni d'onda interferissero l'una con l'altra. Il modello di interferenza rivela le statistiche quantistiche delle particelle.
Questa tecnica di sondare i qualunquoni usando la carica, funziona magnificamente nei sistemi che conducono elettricità, ma non può essere utilizzata per sondare i qualunquoni in sistemi non conduttori. E i sistemi non conduttori sono potenzialmente utili a temperature più elevate rispetto ai sistemi conduttori, che devono essere vicini allo zero assoluto. Ciò li rende un'opzione più pratica per il calcolo quantistico topologico. In definitiva, i ricercatori sperano che lo studio sia un passo verso la comprensione sulla possibilità che lo strano comportamento dei qualunquoni possa effettivamente essere sfruttato per il calcolo quantistico topologico.