稀有拓扑超导体对量子计算的未来至关重要

技术研究 量科网 2021-06-16 17:21

由英国肯特大学和卢瑟福阿普尔顿实验室领导的一个研究团队发现了一种新的稀有拓扑超导体“LaPt3P”,这一发现可能对量子计算机的未来发展具有重要的意义。

超导体是一种重要的材料,当冷却到一定温度以下时,它能够在没有任何电阻的情况下导电,因此在如今需要减少能源消耗的社会中该技术非常受欢迎。

超导体在宏观尺度上表现出量子特性,这使它成为构建量子计算机的一种极具吸引力的候选方案。量子计算机是利用量子物理学原理进行存储数据和执行运算操作的机器,它在某些任务中可以大大优于现今最强大的超级计算机。

谷歌、IBM和微软等全球领先的科技巨头在超导量子计算机体系都有重金投入,他们越来越需要使用更好的超导体材料来构建有大规模量子比特的量子计算机。

然后量子计算机的基本单元即量子比特极其敏感,会因电磁场、热量和与空气分子的碰撞而失去量子特性。为了解决这个问题,科学家使用一种被称为拓扑超导体的超导材料来制造更具弹性的量子比特并实现对它们的保护。拓扑超导体除了具有超导性质外,其边界或表面上还有一层受拓扑保护的金属态。

通过缪子自旋弛豫实验和广泛的理论分析,科学家们发现了极为罕见的新拓扑超导体(如LaPt3P),它的发现对未来的量子计算产业具有巨大价值。

为确保其特性与样品和仪器无关,英国华威大学和苏黎世联邦理工学院制备了两组不同的样品。然后在两种不同类型的设备中进行缪子实验,这两种设备分别是卢瑟福阿普尔顿实验室的散裂中子源ISIS和瑞士保罗谢尔研究所的缪介子源。

肯特大学的Leverhulme早期职业研究员Sudeep Kumar Ghosh博士表示,拓扑超导体LaPt3P的这一发现在量子计算领域具有巨大潜力。通过发现这样一种即稀有又理想的材料证明了介子研究对我们日常生活世界的重要性。(编译:Qtech)