For første gang har forskere klart å lese informasjon i Majorana-qubits – en nøkkel til mer stabile kvantedatamaskiner. Resultatet, publisert i Nature 16. februar 2026, viser også paritetskoherens over ett millisekund. Funnene kan skyve kvantedatabehandling nærmere praktisk bruk.
Hva har skjedd?
Et internasjonalt team ledet fra QuTech ved Delft tekniske universitet, med avgjørende teoretiske bidrag fra ICMM-CSIC i Spania, har demonstrert en metode for å lese ut Majorana-qubits ved hjelp av kvante kapasitans. Studien dokumenterer en enkeltmåling i sanntid som avgjør om qubitens kombinerte tilstand har partall eller oddetall – altså om qubiten er i en fylt eller tom tilstand.
«Dette er et avgjørende fremskritt,» sier Ramón Aguado (CSIC), medforfatter. «Vi har klart å hente ut informasjon lagret i Majorana-qubits ved å bruke en teknikk kjent som kvante kapasitans ... en global sonde som er følsom for den samlede tilstanden til systemet.»
Hvorfor er dette vanskelig?
Majorana-partikler – oppkalt etter Ettore Majorana – er eksotiske kvantepartikler som oppfører seg som sitt eget antistoff. I slike qubits lagres informasjon i Majorana nullmoder, der tilstanden spres over to punkter i stedet for å ligge lokalt. Denne topologiske beskyttelsen gjør dem robuste mot lokal støy, men nettopp derfor har det vært svært krevende å lese informasjonen.
«Topologiske qubits er som safeboxer for kvanteinformasjon ... Men denne samme dydenen har blitt deres eksperimentelle akilleshæl: Hvordan ‘leser’ man en egenskap som ikke befinner seg på noe bestemt sted?» sier Aguado.
- Majorana-partikkel: Kvantepartikkel som er sitt eget antistoff.
- Majorana nullmoder: Sammenkoblede tilstander som sprer informasjon over to punkter.
- Kvante kapasitans: Global sonde følsom for systemets samlede tilstand.
- Minimal Kitaev-kjede: To halvlederkvanteprikker koblet via en superleder.
Slik gjorde de det
Forskerne bygde en modulær nanostruktur – en minimal Kitaev-kjede – konstruert av to halvlederkvanteprikker koblet gjennom en superleder. I stedet for å eksperimentere «blindt» med materialkombinasjoner, bygges systemet nedenfra og opp for å generere Majorana-moder kontrollert.
Deretter tok de i bruk kvante kapasitans som en global målemetode. Dermed kunne teamet i sanntid og med én måling avgjøre om den kombinerte tilstanden til de to Majorana-modene var partall eller oddetall.
«Eksperimentet bekrefter elegant beskyttelsesprinsippet: Mens lokale ladningsmålinger er blinde for denne informasjonen, avslører den globale sonden den tydelig,» sier Gorm Steffensen (ICMM-CSIC).
Hva fant de?
- Første utlesing av Majorana-qubits ved hjelp av en global sonde.
- Sanntid og enkeltmåling av qubit-paritet (fylt/tom tilstand).
- Bekreftelse av at lokale målinger ikke ser informasjonen, mens global sonde gjør det.
- Observasjon av tilfeldige paritetshopp og paritetskoherens over ett millisekund.
Millisekund-koherens regnes som svært lovende for fremtidige operasjoner med topologiske qubits basert på Majorana-moder.
Hvem står bak – og hvorfor betyr det noe?
Arbeidet kombinerer en innovativ eksperimentell plattform ved Delft (QuTech) og avgjørende teoretisk innsikt fra ICMM-CSIC i Spania. Teamet ledes av Leo Kouwenhoven, med bidrag fra blant andre Nick van Loo og Francesco Zatelli. Studien er del av det europeiske QuKit-prosjektet, og er publisert i Nature med DOI 10.1038/s41586-025-09927-7.
Gjennombruddet kan redusere behovet for omfattende feilkorreksjon – en av kvantedatabehandlingens største barrierer i dag – fordi Majorana-qubits er iboende mer stabile. Det kan på sikt åpne for fremskritt innen kryptografi, materialvitenskap og legemiddelutvikling.
Konklusjon: Evnen til å lese ut Majorana-qubits pålitelig markerer et vendepunkt. Med demonstrert global utlesing og koherens over ett millisekund ligger veien åpen for raskere utvikling av topologiske kvantedatamaskiner – fra teorien til laboratoriet, og etter hvert mot praktiske anvendelser.
Kommentarer
0 kommentarer
Vi godtar kun kommentarer fra registrerte brukere. Dette gjør vi for å opprettholde en trygg og respektfull debatt, samt for å unngå spam og misbruk. Registrering er gratis og tar bare noen sekunder.
Du må være innlogget for å kommentere. Logg inn eller registrer deg for å delta i diskusjonen.