中科院物理研究所高鴻鈞和丁洪領導的聯合研究團隊合影。（中科院供圖）

近期，中科院物理研究所高鴻鈞和丁洪領導的聯合研究團隊利用“極低溫—強磁場—掃描探針顯微系統”首次在鐵基超導體中觀察到了馬約拉納任意子。該成果對於構建穩定的、高容錯、可拓展的未來量子計算機的應用具有重要意義。該項研究已於北京時間8月17日凌晨在線發表在《科學》（《Science》）雜誌上。

1937年，意大利物理學家埃託雷·馬約拉納預言了馬約拉納費米子這一神奇粒子的存在，自此科學界就未停止過對它的搜尋。當一個馬約拉納費米子被束縛在一“點”上時，變成兩個馬約拉納任意子，可用來構造拓撲量子比特，應用於自容錯的量子計算機。這也使得馬約拉納任意子的發現成爲國際科技界激烈競爭的戰略制高點之一。

爲了捕捉這條神祕之魚，各國科學家使出了渾身解數。除了升級“抓捕裝備”，他們開始考慮“換個魚塘”。這個“魚塘”就是與真實宇宙相對的“固體宇宙”，在這裏，科學家可以利用合適的溫度、壓力和磁場創造出想要尋找的粒子。

如今，中國科學家就在成千上萬個魚塘中瞄準了一個——新型鐵基超導體，通過材料的設計，他們在此發現了馬約拉納任意子。雖然此前也有科學團隊宣稱找到了馬約拉納任意子的證據，但其體系構造工藝複雜，且需要極低溫條件。“我們這次是第一次在單一塊體超導材料中發現高純度的馬約拉納任意子，它純度高、溫度高且結構簡單，更容易實現對馬約拉納任意子的編織操控。”高鴻鈞介紹道。

馬約拉納任意子的發現更有助於打破量子計算機發展的一大制約。據丁洪介紹，傳統量子比特的易受干擾是當前制約量子計算機發展的一大瓶頸。而基於馬約拉納任意子的拓撲量子計算機，由於固體材料的特殊拓撲性質，兩個準粒子被“囚禁”在材料兩端，如此組成的拓撲量子比特便可免於局域環境的干擾。這將助力人類開發出穩定的、高容錯、可拓展的拓撲量子計算機。

作者：本報駐京見習記者 彭丹

編輯：周辰