中日兩國科學家組成的團隊最新報告說，一種結構簡單、制備容易的新型拓撲超導體材料有望推動實現拓撲量子計算，解決量子計算機面臨的主要挑戰——“退相干”問題。
超導量子計算機作為發展最快的一種量子計算機形式，目前廣泛存在“退相干”問題，是實現可擴展量子計算的主要障礙。“退相干”指量子系統狀態間相互干涉性質的喪失，會導致量子計算出錯。
發表在新一期美國《科學》雜志上的論文說，研究人員第一次驗證了由鐵、碲和硒等成分組成的一種晶體材料存在拓撲超導態，并測出其自旋結構和超導能隙。
拓撲超導體有別于傳統的超導體，其表面存在厚度約１納米的受拓撲保護的、無能隙的金屬態，內部是超導體。論文通訊作者、東京大學博士后研究員張鵬對新華社記者說，研究結果證明，對這種晶體材料加磁場后，在受拓撲保護的金屬態和超導態的邊界會出現馬約拉納費米子。
張鵬說，兩個馬約拉納費米子交換位置后，系統狀態會改變，可以利用這種糾纏進行量子計算。
張鵬補充說，拓撲超導量子計算利用了馬約拉納費米子的拓撲穩定性，可有效解決超導量子計算機面臨的“退相干”問題，原因是系統中的局域噪聲不能破壞拓撲性質，除非噪聲大到對整個系統產生影響。
中國科學院物理研究所丁洪教授和東京大學辛埴教授共同監督了項目。（記者周舟）
轉自：新華網
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