图:中科院科学家首在超导块体中观察到了马约拉纳任意子/大公报摄
8月17日凌晨,国际顶级期刊《科学》(Science)发表了中科院物理所丁洪—高鸿钧共同领导的合作团队的一项研究成果:首次在超导块体中观察到了马约拉纳任意子,即马约拉纳零能模。这将有助未来构建高度稳定、高容错、可拓展的量子计算机。
量子计算机成为了下一代计算机的一大热门,而其中制备稳定的量子比特就成了关键环节之一。传统的量子比特很容易受到外界干扰而发生“退相干”(量子状态间丧失相互干涉性质),导致计算失败。马约拉纳任意子可以用来构造拓扑量子比特,解决困扰已久的“退相干”问题。
中科院物理研究所高鸿钧和丁洪领导的联合研究团队,利用极低温—强磁场—扫描探针显微系统取得这一发现。
该成果具有高纯度、高温度且结构简单等特点,更容易实现对马约拉纳任意子的编织操纵。进一步实验发现,该马约拉纳任意子在6T以下磁场以及4K以下温度都能稳定存在。
丁洪介绍,这是首次在单一块体超导材料中发现高纯度的马约拉纳任意子,能在相对高的温度下实现,不容易受到其他准粒子干扰。同时,这预示着在其他的多能带高温超导体里也可能存在马约拉纳任意子,为马约拉纳物理研究开辟新的方向。