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中國科技網(wǎng)訊 一種厚度只有頭發(fā)絲萬(wàn)分之一的特殊人工薄膜，可能“終結”物理學(xué)界長(cháng)達70多年的尋找馬約拉納費米子“馬拉松競賽”。如果這一切成真，將引發(fā)未來(lái)電子技術(shù)的新一輪革命，大大提高計算機運算速度。
上海交通大學(xué)物理系賈金鋒、錢(qián)冬研究組近日對外宣布，由其領(lǐng)銜的科研團隊制備出一種由拓撲絕緣體材料和超導體材料復合而成的特殊人工薄膜，神秘莫測的馬約拉納費米子探測有望在年內實(shí)現。這項研究成果即將在《科學(xué)》雜志發(fā)表，目前網(wǎng)站已先行發(fā)布。
費米子和玻色子是基本粒子的兩大類(lèi)。1937年，意大利物理學(xué)家埃托雷•馬約拉納預測自然界中可能存在一種特殊的費米子，它是自己的反粒子，人們將其稱(chēng)為馬約拉納費米子。幾十年來(lái)，全世界的科學(xué)家展開(kāi)了一場(chǎng)尋找馬約拉納費米子的競賽。
拓撲絕緣體/超導異質(zhì)結構，被視為理想的固體物質(zhì)之一，但這種“跨界”結構的制備又是一道難題。上海交大低維物理和界面工程實(shí)驗室的賈金鋒、錢(qián)冬、劉燦華、高春雷4位教授通過(guò)無(wú)數次實(shí)驗，在拓撲絕緣體與超導體之間插入一種超薄的過(guò)渡層，將拓撲絕緣體材料和超導材料復合成一種厚度只有頭發(fā)絲萬(wàn)分之一的人工薄膜，首次成功實(shí)現了超導體和拓撲絕緣體的“珠聯(lián)璧合”。這項研究成果為探測和操縱馬約拉納費米子提供了一個(gè)實(shí)驗平臺，也為實(shí)現拓撲量子計算找到了重要的突破口。
據介紹，如果人類(lèi)找到了馬約拉納費米子，將使在固體中實(shí)現拓撲量子計算成為可能，這不僅能解決量子計算容錯性問(wèn)題，還能帶來(lái)大得多的運算空間。（記者 王春）
《科技日報》（2012-4-4 一版）
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