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量子电脑新材料高容错选择性广

2020-5-15 环球解密

美国约翰·霍普金斯大学研究者近期发表的研究称,找到一类晶体,适合作为新一代量子电脑基本单元的材料,容错性高,而且可用的材料并不像以前的研究以为的那样罕见。

出错率高是目前人们所知的量子电脑最大发展障碍之一。这与目前多数研究所采用的量子电脑基本单元——量子比特的材料相关。

近期发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的这项研究,从之前的对具有自旋三重配对属性超导体的研究基础上发展而来。自旋三重态配对属性可以产生马约拉那费米子,是作为量子比特的新材料,比谷歌和IBM研发的量子电脑雏形的基础量子比特性能优秀。

可是,这种材料不仅稀有,而且超导特性和其背后的配对机制,都在少有的几种难以计算和预测的物理属性之列。寻找这种材料要经历大量的尝试和无法用理论解释的失败。

这份新研究找到了一种非中心对称的超导晶体。多数晶体都是中心对称的,即从任何一个位置切分两部分都是对称的,也称为反演对称。可是这种特别的晶体不是这样,有的位置两部分不对称。研究人员认为,这种低对称性正是具有自旋三重配对的迹象。

为了证实这一点,霍普金斯大学的研究人员检验了一种名α-BiPd的材料,这种超导体的雏形,发现了很不寻常的“磁通量半整数量子化”现象。研究者称这是出现自旋三重配对的“确凿证据”。

研究人员称,这项新成果为使用低对称性材料制造量子电脑基础单元开辟了新路。这种材料广泛的选择性将加快低出错率量子电脑的开发进程。

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