超導材料和量子電腦是兩個前沿的研究領域。近期發表的兩份研究,都聚焦於一種名為二碲化鈾(Ute2)的材料,發現這種材料展現出科學家尋找已久的「拓撲超導」的特性,將為量子電腦的發展帶來全新的突破。

超導體就是理想狀態下零電阻的導體,在很多領域有著廣泛用途。科學家發現有多種不同的方法都可以讓材料出現超導的特性。自2000年以來,很多科學家熱衷於研究其中一種由亞原子粒子承載電流的超導技術。

7月15日發表於《科學》(Science)期刊、由史丹福大學研究人員參與合作的一份研究稱,發現二碲化鈾展現了拓撲超導特性;另一份於5月21日發表在《自然·通訊》(Nature Communications)期刊、由美國馬利蘭大學(UMD)引領的研究也提到,在二碲化鈾材料表面觀測到馬約拉納粒子(Majoranas)模式的拓撲超導。

馬約拉納粒子就是一種亞原子粒子,科學家對它們很感興趣,認為它們很適合用於造出性能穩定的量子電腦。研究稱,這種粒子能夠展現「猶如半個電子」的奇異行為。理論推測,在出現「拓撲超導」的材料表面,就會出現這種粒子的蹤影。

兩份研究都謹慎地表示,他們所用的實驗方法並不能百分百地證實這種材料實現了「拓撲超導」,但是,目前為止探索到的信息足以讓他們相信是這樣,而且這是這個領域相當令人激動的一項進展。

「很明顯這種材料有很多很酷的特性。」馬利蘭大學物理學教授安拉格(Steven Anlage)說,「材料的表面到底是不是產生了馬約拉納粒子,這是一個會產生重大變革的問題,(不管怎樣)探索創新的物理學認知是最令人激動的事情。」

研究人員打比方形容目前對這種材料的認知說:「如果它形似鴨子、會游泳、叫聲也似鴨子,那它可能就是一隻鴨子。」#

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