日德團隊發現制造拓撲量子計算機的重要候選物質

2021-09-03 14:36:59來源：科技部合作司關鍵詞：量子計算機量子技術閱讀量：25529

導讀：研究發現，半整數熱量子霍爾效應的符號會因磁場方向發生逆轉的現象，于是通過鎖定出現半整數量子霍爾效應的磁場方向成功弄清了非可換任意子的拓撲結構，并發現它與理論模型高度一致。

　　據《日刊工業新聞》和JST網站報道，京都大學松田祐司教授等與德國科隆大學等高校組成的國際團隊闡明了“非交換任意子”的性質。這種準粒子在量子計算機運行中將起到關鍵作用。

　　在三維空間中，兩個同類粒子互換兩次位置后一定會恢復到原來的狀態(可交換)。非交換任意子卻具有即使兩次互換位置也無法恢復原狀(非可交換)的奇妙性質，使之有望成為構成拓撲量子計算機的基本粒子。

　　該團隊將目光聚焦于α-RuCl3(氯化釕)，此前人們已在這種具有蜂窩狀平面結構的磁性絕緣體中觀測到“半整數熱量子霍爾效應”，這意味著材料中存在著非交換任意子。要徹底證實非交換任意子的存在，必須弄清其拓撲結構。研究發現，半整數熱量子霍爾效應的符號會因磁場方向發生逆轉的現象，于是通過鎖定出現半整數量子霍爾效應的磁場方向成功弄清了非可換任意子的拓撲結構，并發現它與理論模型高度一致。這就證實了非交換任意子穩定存在于物質之中，也意味著α-RuCl3是開發拓撲量子計算機的重要候選物質。相關論文在線發表于美國《科學》雜志。

　　(原標題：日德團隊發現制造拓撲量子計算機的重要候選物質)

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