人民網(wǎng)北京6月9日電 （記者趙竹青）記者從中國科學(xué)院獲悉，我國科學(xué)家實現(xiàn)了大面積、高度有序和可調(diào)控的馬約拉納零能模格點陣列，向拓?fù)淞孔佑嬎愕膶崿F(xiàn)邁出了重要一步。該研究成果6月8日在《自然》雜志上發(fā)表。

據(jù)了解，馬約拉納費米子是一種神奇的基本粒子，它的反粒子是它自身。理論物理學(xué)家預(yù)言，在固體材料中可能會出現(xiàn)與馬約拉納費米子類似的粒子，稱為“馬約拉納準(zhǔn)粒子”，或是“馬約拉納零能模”。由于其統(tǒng)計規(guī)律表現(xiàn)為一種獨特的“非阿貝爾統(tǒng)計規(guī)律”，因此這種準(zhǔn)粒子的編織操作被認(rèn)為是實現(xiàn)容錯拓?fù)淞孔佑嬎愕闹匾�途徑�?/p>

量子計算機在處理復(fù)雜問題時有著巨大的優(yōu)越性，是當(dāng)前全球研究熱點之一。量子計算的主要挑戰(zhàn)在于量子態(tài)很容易受環(huán)境的干擾，產(chǎn)生退相干現(xiàn)象，使得計算過程中會不斷地產(chǎn)生錯誤。而由馬約拉納零能模組成的非局域拓?fù)淞孔颖忍乜梢詮脑�理上解決量子計算無法避免的量子退相干問題，引起了研究人員的廣泛關(guān)注。

2018年，中國科學(xué)院物理研究所高鴻鈞研究團隊與丁洪研究團隊合作，首次在鐵基超導(dǎo)材料鐵碲硒中觀測到馬約拉納零能模。隨后，他們對鐵基超導(dǎo)體中的馬約拉納零能模進一步研究，給出了樣品表面馬約拉納零能模存在的微觀物理機制，澄清了馬約拉納零能模的拓?fù)浔举|(zhì)。

2020年，他們進一步給出了鐵基超導(dǎo)體中存在馬約拉納零能模的關(guān)鍵性實驗證據(jù)。與此同時，他們還在鐵磷基超導(dǎo)體單晶表面的磁通渦旋中以及鐵基超導(dǎo)體單晶表面的單個鐵原子上觀測到了馬約拉納零能模，極大地擴展了馬約拉納零能模載體平臺。

然而，這些鐵基超導(dǎo)材料體系還是存在著材料組分不均一、磁通渦旋陣列無序且不可控以及馬約拉納零能模占比低等問題，阻礙了其進一步的研究和應(yīng)用。

“如何突破當(dāng)前研究瓶頸，獲得大面積、高度有序且可調(diào)控的馬約拉納零能模陣列，向拓?fù)淞孔佑嬎愀�進一步，是當(dāng)前鐵基超導(dǎo)馬約拉納領(lǐng)域亟待解決的問題之一�！备啉欌x表示。

最近，高鴻鈞研究組與靳常青研究組、美國波士頓學(xué)院的汪自強合作，對鐵基超導(dǎo)體鋰鐵砷進行了細(xì)致而深入的研究。他們利用多年積累的強大的掃描隧道顯微鏡研究平臺和豐富的研究經(jīng)驗在實驗上發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力可以誘導(dǎo)出大面積、高度有序和可調(diào)控的馬約拉納零能模陣列。

高鴻鈞表示，這項研究首次實現(xiàn)了大面積、高度有序和可調(diào)控的馬約拉納零能模陣列，并觀測到了調(diào)控引起的馬約拉納零能模相互作用，為下一步實現(xiàn)馬約拉納零能模的編織以及拓?fù)淞孔佑嬎愕於�了堅實的基礎(chǔ)。

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