當前位置：新聞 > 中國新聞 > 正文

中國科學(xué)家首次實現(xiàn)可調(diào)控的馬約拉納零能模陣列

2022-06-09 00:50:43 來源：新華網(wǎng) A+A-

科學(xué)家實現(xiàn)可調(diào)控的馬約拉納零能模格點陣列助力量子計算技術(shù)進一步發(fā)展

新華社北京6月8日電（記者張泉）馬約拉納零能模是一類存在于固體材料中的準粒子，這種粒子的編織操作對于量子計算技術(shù)的進一步發(fā)展具有重要意義,。

中科院物理研究所高鴻鈞院士帶領(lǐng)的聯(lián)合團隊首次實現(xiàn)了大面積,、高度有序和可調(diào)控的馬約拉納零能模格點陣列，向拓撲量子計算的實現(xiàn)邁出了重要一步,。相關(guān)成果8日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表,。

馬約拉納零能模產(chǎn)生機理。（中科院物理研究所供圖）

相比傳統(tǒng)計算機,，量子計算機在處理復(fù)雜問題時有著巨大的優(yōu)越性,。然而，量子態(tài)很容易受環(huán)境干擾,，產(chǎn)生退相干現(xiàn)象,，從而使得計算過程中會不斷產(chǎn)生錯誤。而由馬約拉納零能模組成的非局域拓撲量子比特,，可以從原理上解決量子退相干問題,。

據(jù)介紹，在早期觀測馬約拉納零能模的載體材料中,，比較有代表性的包括常規(guī)超導(dǎo)體近鄰下的半導(dǎo)體納米線,、常規(guī)超導(dǎo)體表面的磁性原子鏈,，以及超導(dǎo)體-拓撲絕緣體界面等。但這些材料往往存在制備困難,、對極低溫的要求較苛刻等問題,。

2018年，高鴻鈞團隊與合作者利用自主設(shè)計組裝的國際頂尖水平的極低溫強磁場掃描隧道顯微鏡/譜聯(lián)合系統(tǒng),，首次在鐵基超導(dǎo)體中觀測到馬約拉納零能模,。與之前的載體材料相比，鐵基超導(dǎo)體具有材料簡單和觀測溫度高等優(yōu)勢,，并且可以觀測到純凈的馬約拉納零能模,。隨后，他們進一步澄清了馬約拉納零能模的拓撲本質(zhì),，并在更多載體平臺上發(fā)現(xiàn)了馬約拉納零能模,。

接下來，如何獲得大面積,、高度有序且可調(diào)控的馬約拉納零能模陣列,，向拓撲量子計算更進一步，便成為鐵基超導(dǎo)馬約拉納領(lǐng)域亟待解決的問題,。

鋰鐵砷雙軸電荷密度波區(qū)域的表征。（中科院物理研究所供圖）

在最新的研究中,，研究團隊對鐵基超導(dǎo)體鋰鐵砷進行了細致深入的研究,，通過應(yīng)力誘導(dǎo)，首次實現(xiàn)了大面積,、高度有序和可調(diào)控的馬約拉納零能模陣列,，并觀測到了調(diào)控引起的馬約拉納零能模相互作用。

“馬約拉納零能模的陣列和相互作用可以被外磁場很好地調(diào)控,，這為下一步實現(xiàn)馬約拉納零能模的編織以及拓撲量子計算奠定了堅實基礎(chǔ),。”高鴻鈞說,。

(責(zé)任編輯：孫啟浩 CN037)