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科學家發(fā)現(xiàn)新型拓撲超導材料 有望推動實現(xiàn)拓撲量子計算

  • 2018年3月9日 FanTianQing來源:新浪網(wǎng) 1117 72
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中日兩國科學家組成的團隊最新報告說,一種結構簡單、制備容易的新型拓撲超導體材料有望推動實現(xiàn)拓撲量子計算,解決量子計算機面臨的主要挑戰(zhàn)——“退相干”問題。

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科學家發(fā)現(xiàn)新型拓撲超導材料!

據(jù)媒體報道,中日兩國科學家組成的團隊最新報告說,一種結構簡單、制備容易的新型拓撲超導體材料有望推動實現(xiàn)拓撲量子計算,解決量子計算機面臨的主要挑戰(zhàn)——“退相干”問題。

超導量子計算機作為發(fā)展最快的一種量子計算機形式,目前廣泛存在“退相干”問題,是實現(xiàn)可擴展量子計算的主要障礙?!巴讼喔伞敝噶孔酉到y(tǒng)狀態(tài)間相互干涉性質的喪失,會導致量子計算出錯。

發(fā)表在新一期美國《科學》雜志上的論文說,研究人員第一次驗證了由鐵、碲和硒等成分組成的一種晶體材料存在拓撲超導態(tài),并測出其自旋結構和超導能隙。

拓撲超導體有別于傳統(tǒng)的超導體,其表面存在厚度約1納米的受拓撲保護的、無能隙的金屬態(tài),內部是超導體。論文通訊作者、東京大學博士后研究員張鵬對記者說,研究結果證明,對這種晶體材料加磁場后,在受拓撲保護的金屬態(tài)和超導態(tài)的邊界會出現(xiàn)馬約拉納費米子。

張鵬說,兩個馬約拉納費米子交換位置后,系統(tǒng)狀態(tài)會改變,可以利用這種糾纏進行量子計算。

張鵬補充說,拓撲超導量子計算利用了馬約拉納費米子的拓撲穩(wěn)定性,可有效解決超導量子計算機面臨的“退相干”問題,原因是系統(tǒng)中的局域噪聲不能破壞拓撲性質,除非噪聲大到對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

中國科學院物理研究所丁洪教授和東京大學辛埴教授共同監(jiān)督了項目。

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