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,。