我國科學家首次在一維原子鏈缺陷兩端發現零能束縛態

2020-12-06 中華人民共和國科學技術部

　　探索可容錯的量子比特計算是最終實現規模化量子計算的重要途徑。馬約拉納零能模，因其受拓撲簡併保護，滿足非阿貝爾統計，具備抗局域幹擾和高容錯的特性，被認為是實現拓撲量子比特的基礎。然而探測馬約拉納零能模構造這類異質結構需要複雜的製造工藝，進行觀測需要極低溫和外加磁場，這些條件給馬約拉納零能模可能的應用帶來了極大的困難和挑戰。

　　在量子調控與量子信息重點專項的支持下, 北京大學物理學院量子材料科學中心王健教授團隊與合作者通過分子束外延技術在鈦酸鍶襯底上成功製備出大尺度、高質量的單層FeTe0.5Se0.5高溫超導薄膜，在薄膜表面發現了一種由最上層Te/Se原子缺失形成的一維原子鏈缺陷，進而在這種一維原子鏈缺陷兩端同時觀測到了零能束縛態，該零能束縛態的譜學特性與馬約拉納零能模的解釋相符合。這一工作首次揭示了二維高溫超導體FeTe0.5Se0.5單層薄膜中的一類拓撲線缺陷端點處的零能激發，具備單一材料、較高工作溫度和零外加磁場等優勢，為進一步實現可應用的拓撲量子比特提供了一種可能的方案。

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