拓扑超导性

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新方法首次验证天然材料具有拓扑超导性 或加速容错型量子计算机的到来
科技日报· 2025-06-03 07:30
量子计算材料突破 - 英国牛津大学和爱尔兰科克大学等机构合作开发新技术,首次实验证实天然材料碲化铀(UTe2)具备内在拓扑超导性,为大规模容错型量子计算机的核心材料筛选提供关键方法 [1] - 量子计算机的量子比特易受环境噪声干扰导致"量子退相干",拓扑超导体被认为是突破这一瓶颈的理想材料,其表面能承载"马约拉纳费米子"全新量子粒子 [1] - 理论上马约拉纳费米子可稳定存储量子信息,不受当前量子计算机面临的噪声和无序环境干扰 [1] 实验技术与发现 - 研究团队使用扫描隧道显微镜(STM)和全新"安德列夫STM"操作技术,这是首个可专门探测拓扑超导表面态的实验技术,全球仅三处实验室可实现 [1] - 实验结果表明UTe2确实是一种内在拓扑超导体,但马约拉纳费米子以成对形式存在无法单独分离,尚不能满足可操作量子比特的全部条件 [2] 行业应用与影响 - 研究首次找到一种方法可一劳永逸地确定某种材料是否能有效用于量子计算微芯片 [2] - 微软今年早些时候发布世界上第一个由拓扑核心驱动的量子处理单元马约拉纳1,但需基于传统材料堆栈合成拓扑超导体 [2] - 此次研究意味着科学家可使用简单晶体材料取代复杂昂贵的人工电路,为下一代量子计算提供更经济高效的拓扑量子比特解决方案 [2]