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物理学家为量子计算创造拓扑超导体

时间:2021-11-05 12:55:05 来源:

经过一个密集的分析后,研究团队能够确定他们可能成功地创造了拓扑超导体,激励了用于量子计算的新技术。

由于它们对破灭的不敏感,所谓的主要颗粒可能成为量子计算机的稳定构建块。问题是他们只在非常特殊的情况下出现。现在Chalmers技术大学的研究人员成功地制造了能够举办追捧粒子的组件。

全世界的研究人员正在努力建立一个量子计算机。其中一个巨大挑战是克服量子系统变形的敏感性,叠加的瘫痪。因此,量子计算机研究中的一条轨道是利用所谓的Majorana颗粒,这些颗粒也被称为Majorana Fermions。微软还致力于开发这种类型的量子计算机。

Majorana Fermions是高度原始的颗粒,这与那些构成我们周围材料的人相比。以高度简化的术语,它们可以被视为半电子。在Quantum计算机中,该想法是在一对马太蚌中的信息编码在材料中分开的,这应该原则地使计算免受变形的算法。

那么你在哪里找到Majorana Fermions?

在固态材料中,它们似乎在所谓的拓扑超导体中发生 - 一种新型超导体,这是如此新的,特别是在实践中难以找到。但Chalmers技术大学的研究团队现在是世界上第一个提交结果,表明它们实际上已经成功制造了拓扑超导体。

“我们的实验结果与拓扑超导态度一致,”Chalmers Quantum Device Physical实验室教授Floriana Lombardi说。

为了创建他们的非传统超导体,它们从被称为碲化铋,Be2te3所制作的拓扑绝缘体开始。拓扑绝缘体主要只是一个绝缘体 - 换句话说,它不会导致电流 - 但它在表面上以非常特殊的方式进行电流。研究人员在顶部置于顶部的传统超导体的层,在这种情况下,在这种情况下,在真正低温下完全没有电阻而导致电流。

“超导对电子然后泄漏到拓扑绝缘体中,该绝缘体也变得超导,”量子设备物理学助理教授介绍。

然而,初始测量均表明它们仅在BI2Te3拓扑绝缘体中具有标准的超导性。但是当他们稍后再次将组件冷却时,常规重复一些测量,情况突然改变 - 超导对电子在不同方向上变化的特性。

“并且这与传统超导性并不兼容。突然发生了意想不到的事情,发生了令人兴奋的事情,“Lombardi说。

与其他研究团队不同,Lombardi的团队使用了铂金与铝制成拓扑绝缘体。重复的冷却循环产生了材料中的应力,这导致超导性以改变其性质。

经过密集的分析后,研究团队能够确定他们可能成功地创建了拓扑超导体。

“对于实际应用,该材料主要是对试图建立拓扑量子计算机的人感兴趣。我们自己希望探索隐藏在拓扑超导体中的新物理 - 这是物理学的一个新篇章,“伦巴第莱说。

出版物:Sophie Charpentier等,等,“在Bi2te3topological Insulator的表面状态下引起非传统超导,”自然通信第8卷,物品编号:2019(2017)DOI:10.1038 / S41467-017-02069-Z


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