中國(guó)科學(xué)家首次實(shí)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(shí)現(xiàn)可調(diào)控的馬約拉納零能模格點(diǎn)陣列助力量子計(jì)算技術(shù)進(jìn)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(zhǔn)粒子，這種粒子的編織操作對(duì)于量子計(jì)算技術(shù)的進(jìn)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(tuán)隊(duì)首次實(shí)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(diǎn)陣列，向拓?fù)淞孔佑?jì)算的實(shí)現(xiàn)邁出了重要一步,。相關(guān)成果8日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

馬約拉納零能模產(chǎn)生機(jī)理,。（中科院物理研究所供圖）

相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī),，量子計(jì)算機(jī)在處理復(fù)雜問題時(shí)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(jì)算過程中會(huì)不斷產(chǎn)生錯(cuò)誤。而由馬約拉納零能模組成的非局域拓?fù)淞孔颖忍?，可以從原理上解決量子退相干問題,。

據(jù)介紹，在早期觀測(cè)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?fù)浣^緣體界面等,。但這些材料往往存在制備困難,、對(duì)極低溫的要求較苛刻等問題。

2018年,，高鴻鈞團(tuán)隊(duì)與合作者利用自主設(shè)計(jì)組裝的國(guó)際頂尖水平的極低溫強(qiáng)磁場(chǎng)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(cè)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(jiǎn)單和觀測(cè)溫度高等優(yōu)勢(shì),，并且可以觀測(cè)到純凈的馬約拉納零能模。隨后,，他們進(jìn)一步澄清了馬約拉納零能模的拓?fù)浔举|(zhì),，并在更多載體平臺(tái)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?fù)淞孔佑?jì)算更進(jìn)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(tuán)隊(duì)對(duì)鐵基超導(dǎo)體鋰鐵砷進(jìn)行了細(xì)致深入的研究,，通過應(yīng)力誘導(dǎo)，首次實(shí)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(cè)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(chǎng)很好地調(diào)控,，這為下一步實(shí)現(xiàn)馬約拉納零能模的編織以及拓?fù)淞孔佑?jì)算奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。”高鴻鈞說,。

(責(zé)任編輯：孫啟浩 CN037)