我国科学家在拓扑量子计算领域取得新突破

记者从中科院获悉，我国科学家实现了大面积，高度有序，可控的majorana零能量模式网格阵列，向实现拓扑量子计算迈出了重要一步该研究成果发表在6月8日的《自然》杂志上

根据消息显示，马约拉纳费米子是一种神奇的基本粒子，它的反粒子就是自身物理学家预测，固体材料中可能会出现类似马约拉纳费米子的粒子，称为马约拉纳准粒子或马约拉纳零能模由于其统计规律是独特的非阿贝尔统计规律，这种准粒子编织操作被认为是实现容错拓扑量子计算的重要途径

量子计算机在处理复杂问题方面具有很大的优势，是当前全球研究的热点之一量子计算的主要挑战是量子态容易受到环境的干扰，产生退相干，导致计算过程出现误差而由majorana零能模构成的非局域拓扑量子比特，理论上可以解决量子计算中不可避免的量子退相干问题，受到了研究者的关注

2018年，中国科学院物理研究所高鸿钧研究团队与丁洪研究团队合作，首次观测到Fe—Te—Se超导材料中的majorana零能模随后，他们进一步研究了铁基超导体中的majorana零能模，给出了样品表面存在majorana零能模的微观物理机制，阐明了majorana零能模的拓扑本质

2020年，他们进一步给出了铁基超导体存在majorana零能模的关键实验证据同时，他们还观测到了Fe—P基超导体单晶表面磁通涡旋中的majorana零能模和Fe基超导体单晶表面的单个铁原子，大大拓展了majorana零能模的载体平台

可是，这些铁基超导材料体系仍存在一些问题，如材料成分不均匀，磁通涡旋阵列无序且不可控，majorana零能模比低等，阻碍了它们的进一步研究和应用。

如何突破目前的研究瓶颈，获得大面积，高度有序，可控的majorana零能模阵列，进一步走向拓扑量子计算，是当前铁基超导majorana领域亟待解决的问题之一高鸿钧说

最近，高鸿钧研究组与金长青研究组和美国波士顿学院的王自强一起，对铁基超导体Li Fe As进行了详细而深入的研究利用扫描隧道显微镜强大的研究平台和多年积累的丰富研究经验，他们实验发现应力可以诱导大面积，高度有序，可控的majorana零能模阵列

高鸿钧说，这项研究首次在majorana实现了大面积，高度有序，可控的零能模阵列，观测到了调控引起的majorana零能模的相互作用，为下一步在majorana编织零能模和拓扑量子计算奠定了坚实的基础。