В обычных сверхпроводниках электроны образуют пары плавно, но в новом материале они делают это только в определенных направлениях. Ученые из Дрездена обнаружили кристалл PtBi₂ с шестикратной симметрией спаривания — такое явление наблюдают впервые.

Материал не требует сложных инженерных решений. При охлаждении он естественным образом создает майорановские фермионы — квазичастицы, которые считаются основой для устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров. Руководитель эксперимента доктор Сергей Борисенко признается: «Мы пока не понимаем, как возникает эта пара».

Процесс в материале развивается по четкой схеме. Сначала электроны концентрируются на поверхности кристалла, затем становятся сверхпроводящими при низких температурах. При этом внутренние слои остаются металлическими, образуя своеобразный «сэндвич». Самое интересное — шестикратная симметрия спаривания. Электроны в шести ключевых направлениях отказываются объединяться в пары, что создает вдоль краев материала те самые майорановские частицы.

Теоретическая работа показывает: чтобы получить нужное количество майорановских частиц, достаточно разрезать кристалл или создать ступенчатые края. Такие частицы можно перемещать магнитными полями — это приближает создание кубитов для квантовых вычислений. Следующий шаг — научиться управлять майорановскими состояниями. Ученые планируют экспериментировать с толщиной материала и магнитными полями. PtBi₂ дает готовую платформу для создания нового поколения квантовых устройств, где информация будет защищена от ошибок на фундаментальном уровне.