科学家发现了物质的新状态

突破性进展为增强存储和计算能力提供了希望

一组物理学家发现了一种新的物质状态——一种有望提高电子设备存储能力和增强量子计算能力的突破。

“我们的研究成功地揭示了物质拓扑超导新状态的实验证据，”纽约大学(new York University)物理学助理教授贾瓦德•沙巴尼(Javad Shabani)表示。“这种新的拓扑状态可以被操纵，既可以加快量子计算的计算速度，又可以提高存储能力。”

这一发现发表在一篇关于arXiv的论文中，由布法罗大学的Igor Zutic和韦恩州立大学的Alex Matos-Abiague共同完成。

这项工作的重点是量子计算——一种比传统计算速度快得多的计算方法。这是因为传统计算机以0和1的形式处理数字位，而量子计算机部署量子位(量子位)来制表0到1之间的任何值，以指数方式提高数据处理的能力和速度。

在他们的研究中，沙巴尼和他的同事们分析了量子态从传统状态到新的拓扑状态的转变，测量了这些状态之间的能量势垒。作为补充，他们直接测量了这个转变的特征，其顺序参数控制着新的拓扑超导相。

在这里，他们把研究重点放在马略亚纳粒子上。马略亚纳粒子是它们自己的反粒子——具有相同质量，但具有相反物理电荷的物质。科学家们看到马略亚纳粒子的价值，是因为它们有潜力将量子信息存储在一个特殊的计算空间中，在这个空间中，量子信息不受环境噪声的影响。然而，这些粒子也被称为马略阿纳费米子，它们没有天然的寄主物质。因此，研究人员一直在寻求设计平台。这是一种新形式的物质，可以用来进行这些计算。

“拓扑超导性在二维平台上的新发现，为构建可伸缩的拓扑量子位铺平了道路，不仅可以存储量子信息，还可以操纵没有错误的量子状态，”沙巴尼说。

该研究部分由美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)资助(D18AP00007)。