研究人員成功讀取了儲存在 Majorana 量子比特中的信息，這是一種拓撲量子比特。來自西班牙國家研究委員會的研究團隊展示了他們使用一種稱為量子電容的新技術來訪問 Majorana 量子比特中的信息。這一重要進展由馬德里材料科學研究所（ICMM）的 CSIC 研究員 Ramón Aguado 解釋，他是該研究的作者之一。他指出，我們的工作是開創性的，因為我們展示了如何使用這種新的量子電容技術來讀取儲存在 Majorana 量子比特中的信息。這種技術“作為一個全球探測器，對系統的整體狀態敏感”。
拓撲量子比特就像量子信息的保險箱。為了更好地理解這一成就，Aguado 解釋道，拓撲量子比特就像量子信息的保險箱，不同之處在於，它們並不在特定位置儲存數據，而是將其非局部地分布在一對特殊狀態中，這些狀態被稱為 Majorana 零模。這一特徵使它們在量子計算機中具有極大的價值。Aguado 表示，它們本質上對局部噪聲具有很強的抗干擾能力，因為要破壞信息，故障必須對系統產生全球影響。然而，這一優勢卻成為了它們在實驗中的 Achilles 腱：如何“讀取”或“檢測”一個不在任何特定點的性質？
這項研究發表在《自然》期刊中，研究人員引入了一種測量技術，通過量子電容來讀取其偶性。這種方法將兩個 Majorana 模式耦合起來，並實時解析它們的偶性，這一過程可見於隨機電報開關，壽命超過一毫秒。同步電荷感測確認這兩個偶性狀態是電荷中性的，並且對於不耦合這些模式的探測器來說，這兩者仍然不可區分。根據新聞稿，這些結果為 Majorana 量子比特的時間域控制建立了基本的讀取步驟，解決了一個長期存在的實驗挑戰。
一旦創建了最小的 Kitaev 鏈，並使用這種量子電容探測器，研究人員首次能夠在單次測量中實時區分由兩個 Majorana 模式形成的非局部量子狀態是偶數還是奇數，即其是充滿還是空的，這被認為是量子比特的基礎。研究團隊成員 Gorm Steffensen 表示，這一實驗優雅地確認了保護原則：雖然局部電荷測量對這一信息是盲目的，但全球探測器清楚地揭示了這一點。
這次實驗的另一個重要結果是觀察到“隨機偶性跳躍”，這使得測量“超過一毫秒的偶性相干成為可能”，這被認為對未來基於 Majorana 模式的拓撲量子比特操作是一個非常有前景的值，根據新聞稿的說明。
