記者從北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心王健教授團(tuán)隊(duì)獲悉,，他們和美國(guó)波士頓學(xué)院汪自強(qiáng)教授等合作,，首次在二維鐵基高溫超導(dǎo)體中一維原子鏈缺陷兩端發(fā)現(xiàn)了馬約拉納零能模，為最終實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔佑?jì)算奠定了重要基礎(chǔ)。

近年來(lái),，研制超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的量子計(jì)算機(jī),，已成為國(guó)際前沿焦點(diǎn)和各國(guó)實(shí)現(xiàn)量子超越的核心方向,。然而量子計(jì)算面臨的最大問(wèn)題是,，由于存在退相干效應(yīng)，量子比特的運(yùn)算需要更多比特?cái)?shù)來(lái)糾錯(cuò),。因此,，探索可容錯(cuò)量子計(jì)算——即對(duì)環(huán)境細(xì)節(jié)不敏感的拓?fù)淞孔佑?jì)算，就成為最終實(shí)現(xiàn)規(guī)?；孔佑?jì)算的重要途徑,。

王健介紹說(shuō)：“凝聚態(tài)物質(zhì)中馬約拉納準(zhǔn)粒子的零能束縛態(tài)被稱為馬約拉納零能模，具備抗局域干擾和高容錯(cuò)的特性,，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔颖忍氐幕A(chǔ),。”

王健指出,，目前探測(cè)馬約拉納零能模需要構(gòu)造工藝復(fù)雜的異質(zhì)結(jié)構(gòu),，且進(jìn)行觀測(cè)需要極低溫及外加磁場(chǎng)，這都給馬約拉納零能模可能的應(yīng)用帶來(lái)極大困難和挑戰(zhàn),。

在最新研究中,，王健團(tuán)隊(duì)通過(guò)分子束外延技術(shù),，在鈦酸鍶襯底上成功制備出大尺度,、高質(zhì)量的單層FeTe0.5Se0.5高溫超導(dǎo)薄膜，厚度約為0.59納米,，其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度約為零下211攝氏度,，遠(yuǎn)高于塊材Fe（Te,Se）的零下258攝氏度。

據(jù)王健介紹,，利用原位低溫掃描隧道顯微鏡和掃描隧道譜技術(shù),，他們?cè)诒∧け砻姘l(fā)現(xiàn)了一種由最上層Te/Se原子缺失形成的一維原子鏈缺陷，并在缺陷兩端同時(shí)觀測(cè)到了零能束縛態(tài),，而且發(fā)現(xiàn)該束縛態(tài)具有良好的抗干擾性,，汪自強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)則對(duì)此提出了可能的理論解釋。

王健說(shuō)：“這一工作首次揭示了二維高溫超導(dǎo)體FeTe0.5Se0.5單層薄膜中的一類拓?fù)渚€缺陷端點(diǎn)處的零能激發(fā),，具備單一材料,、較高工作溫度和零外加磁場(chǎng)等優(yōu)勢(shì)，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)可應(yīng)用的拓?fù)淞孔颖忍靥峁┝艘环N可能的方案,?！?/span>

該研究發(fā)表于9日的《自然·物理》在線版，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心、中科院卓越創(chuàng)新中心,、北京市自然科學(xué)基金和美國(guó)能源部基礎(chǔ)能源科學(xué)基金的支持,。