En kvantdator har för första gången direkt mätt elektronparningskorrelationer, avgörande för att främja utvecklingen av rumstemperatursupraledare.
Supraledare, som leder elektricitet utan motstånd, kräver vanligtvis extrem kylning, vilket begränsar praktiska tillämpningar. En viktig utmaning för att förstå och konstruera sådana material ligger i att exakt simulera elektronernas komplexa kvantbeteende, traditionellt modellerat av Fermi-Hubbard-modellen. Denna modell blir beräkningsmässigt svårhanterlig för klassiska superdatorer när systemstorleken ökar.
Forskare vid Quantinuum utnyttjade Helios-1 kvantdator och använde fångade jonqubits som kan existera i superpositionstillstånd (både 0 och 1 samtidigt) för att övervinna denna flaskhals. Genom att kartlägga elektroninteraktioner på ett kvantsystem simulerade och mätte de effektivt subtila parningskorrelationer som normalt var för svaga för klassiska metoder.
𝐷-vågparning i den dopade schackbrädemodellen. Källa: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2511.02125
Helios-1 testade flera scenarier, inklusive modeller som är relevanta för nya nickelbaserade supraledare, och fångade exakta kvantsignaler som indikerar parning. Dessa resultat representerar ett första steg mot att använda kvantberäkning som ett robust verktyg för att utforska supraledning vid högre temperaturer.
Icke desto mindre begränsar nuvarande begränsningar utbredd adoption. Viktiga utmaningar inkluderar bullerackumulering från miljöstörningar som leder till qubit-dekoherens, och behovet av att skala upp qubittal för att simulera stora, realistiska material exakt. Dessa hinder måste åtgärdas för att kvantberäkning ska bli en rutinmetod inom supraledarforskning.
Mer information: Etienne Granet et al, Superconducting pairing correlations on a trapped-ion quantum computer, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2511.02125
