Представлено строгое доказательство того, что в гамильтонианах с сохранением числа частиц одночастичные квазичастицы всегда обладают квантованным зарядом и инертной массой, идентичными параметрам исходных частиц. Отсюда следует, что нулевые моды Боголюбова в вихрях или на краях сверхпроводников не могут быть собственными античастицами, способными к сплетанию квантовой информации. Таким образом, активно развиваемый подход к квантовым вычислениям на основе майорановских нулевых мод требует серьёзного пересмотра. Дополнительно вскрыты концептуальные трудности приготовления и управления сплетающимися квантовыми состояниями с помощью физической термализации или медленных внешних полей. Эти фундаментальные результаты должны возродить давний поиск сохраняющей число частиц теории сверхпроводимости и сверхтекучести без фиктивного нарушения глобальной U(1)-симметрии.
Физики давно искали частицы, которые являются собственными античастицами — майорановские фермионы. Они должны были стать идеальными «зеркальными двойниками», неуязвимыми для помех. Такие состояния подозревали в сверхпроводниках — материалах, где ток течёт без сопротивления. Считалось, что «плетение» их траекторий защитит квантовый компьютер от ошибок.
Однако строгое доказательство разбивает это зеркало. В системе с постоянным числом частиц любое возбуждение несёт тот же заряд, что и обычные электроны. Эти состояния — не загадочные двойники, а всё те же электронные сгустки. Даже теория сверхпроводимости Бардина, Купера и Шриффера изначально строилась на парах, а не на одиноких «близнецах».
Теперь под вопросом не только квантовые вычисления, но и сама полнота теории сверхпроводимости. Возможно, придётся искать новый подход, который не нарушал бы закон сохранения числа частиц. Это важно и для понимания сверхпроводимости внутри нейтронных звёзд. А попытки создать майорановские моды нагревом или магнитным полем сродни надежде собрать мозаику, тряся коробку — хаос разрушает хрупкий порядок.
🎯 Идея использовать майорановские моды для квантовых вычислений принадлежит [scientist:Alexei Kitaev]Алексею Китаеву[/scientist] (2001 г.). Он показал, как их «плетение» могло бы работать как логические операции.