科技日?qǐng)?bào)北京2月8日電 （記者張夢(mèng)然）美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)建出一種新材料組合,，可提供一個(gè)平臺(tái)來探索類似于手性馬約拉納粒子的物理行為。這種材料融合體不但具有特殊的電學(xué)特性,，還擁有超導(dǎo)性所需的所有組件,，被認(rèn)為是未來量子計(jì)算中一個(gè)極有前途的“選手”,。研究成果于8日在線發(fā)表在《科學(xué)》雜志上,。

　　當(dāng)超導(dǎo)體與磁性拓?fù)浣^緣體結(jié)合在一起時(shí)，每個(gè)組件的新穎電特性共同產(chǎn)生“手性拓?fù)涑瑢?dǎo)體”,。而拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，即物質(zhì)的特殊幾何形狀和對(duì)稱性，在超導(dǎo)體中能產(chǎn)生獨(dú)特的電現(xiàn)象,，可促進(jìn)拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)的構(gòu)建,。

　　但手性拓?fù)涑瑢?dǎo)的實(shí)現(xiàn)需要3個(gè)要素：超導(dǎo)性、鐵磁性和拓?fù)湫蛐再|(zhì),。

　　團(tuán)隊(duì)運(yùn)用分子束外延技術(shù),，將磁性拓?fù)浣^緣體和鐵硫族化合物（FeTe）堆疊在一起，成功開發(fā)出一個(gè)同時(shí)具備這3種特性的系統(tǒng),。拓?fù)浣^緣體是鐵磁體,，電子以相同方式旋轉(zhuǎn)；鐵硫族化合物是一種極有前景的利用超導(dǎo)性的過渡金屬,，是一種反鐵磁體,，其電子以交替方向旋轉(zhuǎn)。

　　當(dāng)研究人員通過各種成像技術(shù)來表征這一組合材料的結(jié)構(gòu)和電性能后,，證實(shí)在材料之間的界面處,，存在手性拓?fù)涑瑢?dǎo)性的所有3個(gè)關(guān)鍵要素。而通常情況下,，超導(dǎo)性和鐵磁性是“競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系”,，在鐵磁材料系統(tǒng)中很少能找到強(qiáng)大的超導(dǎo)性。

　　研究人員相信,，該系統(tǒng)有助于尋找一種與馬約拉納粒子具有類似行為的材料系統(tǒng),。馬約拉納粒子是1937年首次假設(shè)出的亞原子粒子，能充當(dāng)自己的反粒子,。這種特性可使它們用作量子計(jì)算機(jī)中的量子比特,，而為手性馬約拉納的存在提供實(shí)驗(yàn)證據(jù)，將是創(chuàng)建拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)的關(guān)鍵一步,。

　　【總編輯圈點(diǎn)】

　　為了讓材料具備我們想要的性質(zhì),，科研人員必須用各種方法施加變化的“魔法”。這次,，他們將磁性拓?fù)浣^緣體和鐵硫族化合物堆疊在一起,，讓材料搖身一變,，成為手性拓?fù)涑瑢?dǎo)體系統(tǒng)。這種系統(tǒng),，可以成為驗(yàn)證馬約拉納粒子的平臺(tái),。馬約拉納粒子的反粒子就是其自身。這種粒子之間就不會(huì)出現(xiàn)“量子退相干”問題,，可以成為具有光明前景的量子材料,。當(dāng)然，目前馬約拉納粒子還是猜想,，科研人員正在進(jìn)行探索,，從量子物理理論中挖掘出更多改變?nèi)祟惿畹膽?yīng)用。