Четыре квантовых стража на углах пластины ✛ ✎ ✦
Квантовые биты (кубиты) в суперпозиции — то есть одновременно 0 и 1 — творят чудеса, но разрушаются от малейшего шума. Выход — хранить данные не в одиночной частице, а в коллективных электромагнитных вихрях. Физики нашли элегантный способ: охлаждённая квадратная пластинка из сверхпроводника на специальном диэлектрике рождает четыре таких вихря — строго по углам. Электроны тут ведут себя как вода в узком бассейне: текут только вдоль стенок, причём у противоположных бортов — в обратную сторону. При глубоком холоде эти потоки закручиваются в углах в устойчивые водовороты.
Эти вихри — майорановские моды, предсказанные почти век назад. Их ценность в том, что информация «вплетена» в их движение и защищена от квантовой декогеренции (разрушения квантового состояния) самой геометрией. Алексей Китаев и Фрэнк Вильчек выяснили, как переставлять такие моды для квантовых алгоритмов. А численное моделирование показало: устройство работает без сверхточных материалов и даже без внешнего магнитного поля — достаточно верно подобрать толщину образца. Угловые квантово-запутанные ячейки обещают стать идеальными кубитами для квантового компьютера с долгой квантовой памятью и рутинными квантовыми измерениями.
Майорановские фермионы предсказал в 1937 году итальянец Этторе Майорана, а год спустя он загадочно исчез — тайна не раскрыта до сих пор.
Плетение квантовых вихрей для вычислений перестало быть фантастикой — теперь это инженерная задача, вдохновлённая романами о частицах-анионах, хранящих память в узлах.