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新型拓撲超導體:未來有望用於製造量子計算機
因此,量子計算機研究中的一個方法就是利用馬約拉納費米子(Majorana fermion)。微軟也在決心開發這種類型的量子計算機。馬約拉納費米子是一種費米子,它的反粒子就是其本身。馬約拉納費米子是自然界本身存在著的『獨立』的正負粒子集合體,它具有『粒子』激發態的本證。
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上海交大科研團隊捕獲馬約拉納費米子 造量子計算機的完美選擇之一
在2016年初,研究團隊發現理論計算的結果完全支持實驗觀測到的結果。通過反覆對比實驗,發現只有馬約拉納費米子才能產生這種自旋極化電流的現象。至此,馬約拉納費米子的神秘面紗終於被揭開,賈金鋒表示,這是他們的實驗首次觀測到馬約拉納費米子的自旋相關性質, 同時也提供了一種用相互作用調控馬約拉納費米子存在的有效方法,還為觀察神秘的馬約拉納費米子提供了一個直接測量的辦法。
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尋找馬約拉納費米子的競賽
2018年7月12日日本 「PC Watch」 網站上登載了一則新聞:發現了80多年未能證明其存在的夢幻粒子!(日文標題:予言から80年以上実在が証明できなかった「幻の粒子」「マヨラナ粒子」が発見)京都大學與東京大學、東京工業大學的研究團隊發現了一種叫做「馬約拉納」的夢幻粒子,這種粒子在並非超低溫的高溫狀態也可以活動,有助於實現 「拓撲量子計算機」。
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中國科大利用量子模擬揭示馬約拉納費米子的量子統計特性
該實驗室李傳鋒、許金時、韓永建等與其合作者利用線性光學量子模擬器,首次實驗揭示了馬約拉納費米子的非阿貝爾量子統計特性,並進一步演示了編碼到馬約拉納零模的量子信息對局域噪聲的免疫特性,為實現拓撲量子計算提供了一種有效的途徑。該研究成果於10月25日發表在《自然-通訊》上。文章第一作者為許金時。
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張首晟團隊發現號稱「天使粒子」的馬約拉納費米子
這一發現終結了基礎物理學領域最全面的科學探尋之一,而這種探尋跨越了80年。」張首晟還表示,對馬約拉納費米子的尋找更多是出於知識層面的考慮,但這種探索對開發性能可靠的量子計算機具有現實意義,儘管這種未來距離我們還十分遙遠。張首晟研究團隊觀察到一種被稱為「手性」費米子的特殊馬約拉納費米子,因為它僅沿著一個方向的一維通路移動。
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中科院在鐵基超導體中發現天使粒子魅影,拓撲量子計算更近了
國際物理學界追尋正反同體的馬約拉納費米子已有80多年,近日,它的魅影出現在鐵基超導體上。這意味著,人類距離拓撲量子計算更近了一步。丁洪 新華網 資料圖主導此項研究的北京凝聚態國家實驗室首席科學家丁洪告訴澎湃新聞(www.thepaper.cn),這是國際上首次利用單一材料,在比其他複合材料都要高的工作溫度中觀測到了更純的馬約拉納費米子模。目前,丁洪團隊正在嘗試利用這種準粒子編織拓撲量子比特,一旦成功,拓撲量子計算機將走向現實,無疑是諾獎級別的成果。
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【中國科學報】尋找馬約拉納費米子
拓撲超導表面態是個什麼態?馬約拉納費米子是個什么子?這兩個高深的物理概念,大多數普通人作為物理「麻瓜」可能連完整讀出來都有難度。 最近,中國科學院物理研究所(以下簡稱中科院物理所)科研人員與合作者利用超高解析度角光電子能譜儀,在一種鐵基超導體上發現了拓撲超導表面態。
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華裔科學家發現「天使粒子」:可用來構建超強量子計算機
華裔科學家發現「天使粒子」:可用來構建超強量子計算機 鳳凰科技訊 北京時間7月21日消息,美國史丹福大學物理學教授張首晟及其團隊今天凌晨在《科學》雜誌上發表了一項重大發現:在歷經80年的探索之後,他們終於發現了「馬約拉納費米子」(Majorana fermion)的存在
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科學家首次在超導塊體材料中發現馬約拉納任意子 對未來量子計算機...
該馬約拉納零能模純淨度高,能在相對更高的溫度下實現,且材料體系簡單,對研究和構建高度穩定、高容錯的量子計算機具有極其重要意義。這項研究成果於北京時間17日由國際頂級學術期刊《科學》在線發表。 量子計算機相較於傳統計算機具有更快的運行速度與更大的計算量,但其發展受到一個重要因素的制約。「傳統的量子比特容易受到外界環境幹擾而發生『退相干』(量子狀態間喪失相互幹涉性質),導致計算失敗。而基於馬約拉納任意子的拓撲量子計算機,對於環境的這種局部擾動有很強的抗幹擾能力,自身帶有高容錯的秉性。」
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容錯量子計算新突破!困擾物理學界 80 餘年的馬約拉納費米子首次在...
鑑於其獨特的屬性,馬約拉納費米子是製造量子計算機的完美選擇之一。因此,這一發現無疑推動了容錯量子計算機的研發,向人類量子計算之夢的實現又邁進了一步。終於,2016 年 6 月 22 日,上海交通大學、浙江大學、南京大學與美國麻省理工學院團隊合作,率先觀測到了在拓撲超導體渦旋中存在馬約拉納費米子的重要證據。這一成果意味著人類在量子物理學領域取得了重大突破,同時也表明,在固體中實現拓撲量子計算成為可能。
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物院校友 | 何慶林與馬約拉納費米子
幾年之後,正電子果然在宇宙射線中被發現,驗證了有史以來最偉大的理論預言之一。當一個粒子遇上它的反粒子時,根據愛因斯坦E=mc2的質能公式,它們會相互湮滅從而將所有質量釋放出成能量。Dan Brown的小說及其電影《天使與魔鬼》就描述過這樣的正反粒子湮滅爆炸的場景。從此以後,宇宙中有粒子必有其反粒子被認為是永恆不變的真理。
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何慶林:向拓撲量子計算進軍 | 「35歲以下科技創新35人」中國榜單專欄
年獲獎時年齡:29歲 獲獎時職位:北京大學助理教授獲獎原因:利用拓撲絕緣體為材料基礎製作拓撲量子計算元器件,發現手性馬約拉納費米子邊緣模(又稱「天使粒子」)。1937年,義大利理論物理學家埃託雷·馬約拉納就提出新的預測:包括質子、中子、中微子和夸克在內的粒子,其粒子本身就是其反粒子,這種粒子這也就是我們今天所稱的馬約拉納費米子。與有些科學理論不同的是,馬約拉納費米子的概念對於人類建造穩定、強大的拓撲量子計算機具有積極意義。
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馬約拉納費米子的特殊性質
credit 123RF最新發現的馬約拉納費米子(Majorana)的特殊性質,為研究人員提供了一個簡單的方式,從眾多粒子中辨識出真正的馬約拉納費米子
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麻省專家首次發現馬約拉納費米子,人類或迎來量子時代
趣味探索訊 好消息,最近,麻省理工學院的物理學家在金屬表面發現了神秘馬約拉納費米子,一種尋找了近百年的粒子,這是馬約拉納費米子首次被證實在金屬表面。如果約拉納費米子被成功應用在量子計算機上,那麼人類或迎來量子計算機時代。在粒子物理學中,費米子是一類基本粒子,包括電子,質子,中子和夸克,所有的這些粒子構成了物質的基礎。
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馬約拉納費米子到底是個啥?這個拗口的名詞近80年後才被證明
圖1 馬約拉納費米子預言者義大利物理學家埃託雷·馬約拉納由於馬約拉納費米子在量子計算領域以及解釋宇宙暗物質問題方面的重要價值,世界各國有幾十個團隊都加入到尋找馬約拉納費米子的行列,為此,美國、荷蘭還設立了專門的基金,著名的計算機公司微軟也在這方面投入了大量的經費。2010年以來,國際上的重要期刊已經刊登關於馬約拉納費米子的SCI文章近1萬篇。
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難以捉摸的馬約拉納費米子:所謂的「天使粒子」仍然是個謎
它們對物理學家具有極大的興趣,因為它們的獨特性質可以使它們被用於拓撲量子計算機的構造中。在完全不同的方面,凝聚態物理學家正在尋求在結合了奇異量子材料和超導體的固態器件中發現馬約拉納物理學的表現形式。在這樣的設備中,通過將由量子力學、相對論物理學和拓撲學等核心方面構成的織物縫合在一起,可以使電子理論化以打扮成馬約拉那費米子。
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科學家發現「薛丁格貓」超導材料,量子計算有望實現!
該團隊發現這種材料可以自然保持疊置而不需要任何外部磁場,這意味著電流可以同時順時針和逆時針流動。過去科學家一直在尋找馬約拉納費米子,由於它的非阿貝爾任意子性質可以用來拓撲量子計算,馬約拉納費米子足夠穩定可以防止數據在量子計算機中丟失。
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澳研究:首次用拓撲學保護雙光子糾纏態,助光量子計算機開發
澳研究:首次用拓撲學保護雙光子糾纏態,助光量子計算機開發 澳大利亞研究人員在新一期美國《科學》雜誌上發表報告說,他們首次利用拓撲學原理實現對雙光子糾纏態的保護,這有助於開發光量子計算機。
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日本科研人員使得量子計算機提前交付?
在現實應用的量子計算機中,一個很大的技術挑戰是,需要大量的物理量子比特來處理計算過程中累積的計算錯誤,而此行為需要耗費大量資源和時間。近日,日本國立信息學研究所(NII)和日本電報電話公司(NTT)的研究人員們,發現了一個非常有效的軟體方法,該方法可將量子線路顯著壓縮,從而降低了對硬體開發的要求。
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拓撲學與物理學結合,量子計算機正在成為現實
在這條絲帶上,如果一隻螞蟻爬上了這條路,它就會發現無論怎麼走,都與開始的方向是相反的,它必須通過一條完全相反的絲帶,才能回到初始位置。其實,這一現象,不僅可以類比解釋電子的運動,還可以解釋由量子波構成的抽象幾何空間。在量子霍爾效應發現之初,當材料放在不同強度的磁場中時,單原子厚度的晶體層中的電阻會出現離散的跳躍現象。