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    拓撲超導態“現身” 新物質形態有助加快量子計算速度

    日期 2019-08-19   來源:新華網 來源:科技日報   作者:記者劉霞  【 】   【打印】   【關閉

      據物理學家組織網近日報道,美國物理學家發現了一種新的物質形態——拓撲超導態。這一突破有望提高電子設備的存儲能力并提升量子計算的能力。

      最新研究負責人之一、紐約大學物理學助理教授賈瓦德·沙巴尼說:“我們的研究揭示了新的物質形態——拓撲超導態的實驗證據。這種新的拓撲狀態可以被操縱,因此,既可以加快量子計算的速度,又可以提高存儲能力。”

      量子計算是一種比傳統計算方法快得多的方法。傳統計算機以0和1的形式處理數字位;而量子計算機的量子比特可以為0和1之間的任何值甚至兩者的疊加,因此,其能以指數方式提高數據的處理能力和速度。

      在新研究中,沙巴尼團隊分析了量子態從傳統狀態到一種新的拓撲狀態的轉變,測量了這些狀態之間的能量勢壘,也直接測量了這個轉變的特征。

      團隊將研究重點放在馬約拉納粒子上。馬約拉納粒子是自身的反粒子,所謂反粒子指的是具有相同質量,但具有相反電荷的粒子。

      馬約拉納粒子的價值在于,它們有潛力將量子信息存儲在一個特殊的計算空間內,在這個空間中,量子信息不受環境噪聲的影響。然而,這些粒子也被稱為馬約拉納費米子,它們沒有天然的寄主物質,因此,研究人員一直在尋求設計平臺——例如新的物質形態,可以在其上進行計算。最新研究正是發現了這一新物質形態。

      沙巴尼說:“新發現的這種在二維平臺上的拓撲超導態,為構建可擴展的拓撲量子比特鋪平了道路,不僅可以存儲量子信息,還可以操縱沒有錯誤的量子狀態。”




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