Дослідники з’єднали електрони в штучному атомі на поверхні надпровідника. Дослідження опубліковано в журналі Nature.
Фізики з Гамбурзького університету вперше спостерігали квантовий ефект з’єднання двох електронів в квантовій точці, штучному атомі на поверхні надпровідника. Цей ефект, передбачений японськими фізиками-теоретиками на початку 1970-х років, корисний для створення нового типу надпровідників і придушення небажаного шуму в трансмонових кубітах квантових комп’ютерів.
Зазвичай електрони відштовхуються один від одного через ідентично негативний заряд. Це явище впливає на різні властивості матеріалів, наприклад, на електричний опір. Ситуація різко змінюється, якщо електрони «склеюються» в пари і стають бозонами. Бозонні пари не уникають один одного, як окремі електрони, але багато хто з них можуть перебувати в одному і тому ж місці або здійснювати один і той же рух.
Фізики «замкнули» електрони в крихітних клітинах зі срібла, побудованих атом за атомом на поверхні надпровідника. Аналіз показав, що електрони, переміщення яких було обмежено, успадкували здатність до спарювання від надпровідника. Експериментальні вимірювання підтвердили, формування надпровідності в матеріалі в наномасштабе.
Зменшення масштабів електронних пристроїв вимагає пошуку матеріалів, в яких надпровідність може бути індукована на нанорівні. Дослідники вважають, що об’єднані пари електронів стануть одним з можливих рішень для цього завдання. Крім того, хоча сам ефект досі експериментально не був підтверджений, фізики-теоретики раніше показали, що він може пригнічувати небажаний шум, який створює перешкоди в системах квантових обчислень.