“新材料显示出量子计算的巨大潜力”

加州大学河滨分校和麻省理工学院的联合科学家小组确认了一种叫做majorana fermion的特殊量子粒子的存在。 这对于容错量子计算来说，重要的量子计算就是量子计算。 在操作中处理错误。

量子计算利用量子现象进行计算。 majorana费米粒子存在于被称为拓扑超导体的特殊超导体的边界上，在其内部具有超导间隙，同时在其边界上具有majorana费米粒子。 majorana费米子是量子物理学中最热门的物质之一，因为是他们自己的反粒子，所以可以将电子的量子态分成两半，同时遵循与电子相比不同的统计。 虽然很多人声称被发现了，但科学家们无法证明奇怪的量子性质。

ucr-mit团队通过开发可用于说明majorana费米粒子的存在和量子性质的基于黄金的新型异质结构材料系统，克服了课题。 异质结构材料由完全不同的材料层组成，与各个层相比表现出完全不同的功能。

发现自然是拓扑超导体的物质系统非常重要，物理和天文学助理教授、聚集态物质实验主义者彭伟表示，他与jagadeesh共同指导了这项研究，并出现在了物理评论的快报中。 麻省理工学院的moodera和patrick lee。 材料要成为拓扑超导体，必须满足几个苛刻的条件。

majorana费米粒子被认为是电子的一半，预计将在拓扑超导体纳米线的末端被发现。 有兴趣的是，两个majorana费米粒子相互结合构成一个电子，允许电子的量子状态被非局部地记忆。 这是容错量子计算的特征。

年，lee领导的麻省理工学院理论家预测，在艰苦的条件下，金的异质结构将成为拓扑超导体。 ucr-mit小组进行的实验实现了黄金异质结构的所有必要条件。

实现这样异质的结构是非常困难的。 因为首先需要处理一些物质物理难题。 来自ucr的wei从麻省理工学院回到校园说。

wei解释说，超导表明，磁和电子的自旋-轨道耦合在金中可以共存-是难以满足的挑战，可以通过异质结构与其他材料手动混合。

他说，超导性和磁性一般不在同一材料中共存。

他补充说，金不是超导体，表面也没有电子状态。

我们的论文首次表明超导带入了表面的黄金状态，需要新的物理学。 我们说明了金的表面状态有可能成为超导体。 这个以前没有被提示过。

研究论文还表明，可以调整金表面状态的超导电子密度。

这对将来操纵majorana费米粒子非常重要，这是更好的量子计算所需要的。 魏说。 另外，黄金的表面状态是自然的、具有扩张性的二维系统，意味着可以构建majorana费米粒子电路。

除了wei、moodera和lee之外，研究小组还包括麻省理工学院的sujit manna和marius eich。

这项研究由john templeton基金会、海军研究室、国家科学基金会和能源部资助。