中國科學院物理研究所高鴻鈞研究組與靳常青研究組、美國波士頓學院的汪自強合作，實現了大面積、高度有序和可調控的馬約拉納零能模格點陣列，向拓撲量子計算的實現邁出了重要一步。這一成果發(fā)表在6月8日出版的國際學術期刊《自然》上。
據介紹，馬約拉納費米子是一種基本粒子，它的反粒子就是它本身。科學家們從未在現實中觀測到這種粒子，但凝聚態(tài)物理學家卻在固體材料中發(fā)現了類似的粒子。此類粒子被稱為“馬約拉納準粒子”或“馬約拉納零能模”。這種準粒子的編織操作被認為是實現容錯拓撲量子計算的重要途徑，被國際學術界廣泛關注。
“量子計算的主要挑戰(zhàn)在于量子態(tài)很容易受環(huán)境的干擾，產生退相干現象，使得計算過程中不斷地產生錯誤。而由馬約拉納零能模組成的非局域拓撲量子比特可以從原理上解決量子退相干問題。”高鴻鈞院士介紹。
最近，研究團隊對鐵基超導體鋰鐵砷進行了細致而深入的研究，誘導出大面積、高度有序和可調控的馬約拉納零能模陣列。同時，這種有序的馬約拉納零能模陣列可被外磁場很好地調控——隨著磁場增加，渦旋間距減小，馬約拉納零能模間的相互作用開始凸顯。
有評論認為，這一發(fā)現對于實現馬約拉納零能模的編織以及拓撲量子計算具有里程碑的意義，為下一步實現馬約拉納零能模的編織以及拓撲量子計算奠定了堅實的基礎。(齊芳)
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