薛丁格的貓是一個著名的關於量子理論的思想實驗，把一隻貓放入盒子裡，盒子裡還有少量放射性有毒物質，有50%的概率放射性物質發生衰變放出毒氣殺死這隻貓，還有50%概率沒有發生衰變貓倖存下來。如果我們不打開蓋子，就無法確定貓是死是活，這樣它就處於生與死的疊加態。
量子計算機長期以來一直是個激動人心的概念，它能夠將數據存儲在同時具有兩種狀態的量子比特上，但想要實現量子計算的應用卻一直被擱置。儘管諸如谷歌之類的公司都會以量子研究的領先優勢為榮，並且人們猜測這種技術可以實現從密碼學到製藥等領域的技術飛躍，但由於該技術的物理局限性，廣泛使用量子計算機的現實一直停滯不前。
現在來自約翰霍普金斯大學的研究人員發現了一種材料，這種材料可能會加速製造這些神秘的機器的製造。
該團隊的研究描述了這樣一種超導材料的存在， 它的的名稱叫做β-Bi2Pd，它自然存在於一個量子態，而無需為了達到這樣的效果而附加磁場影響。作者寫道，這種材料的低維護性和穩定性使它成為設計量子系統的完美候選者。該研究由約翰霍普金斯大學的物理學發表在10月11日的《科學》雜誌上。
該研究的第一作者李宇凡表示，他們們發現這種超導材料含有特殊的特性，可能成為未來技術的基石。β-Bi2Pd環已經存在於理想狀態，不需要任何額外的修改工作。這可能會改變未來科技的遊戲規則。傳統計算機使用比特信息進行操作，它們在特定時間只能表示為零或一兩個狀態。而量子計算機通過使用量子比特來加速計算過程，量子位可以同時表示0和1。在物理學中，這種對偶性被稱為疊加。
這種超導材料的特殊之處在於，它作為基態時所處的獨特狀態，或者說是在沒有其他力作用於它時所處的獨特狀態。而其他超導材料則是通過外部磁場或能量維持的「量子自旋液體」來強制維持量子態。研究人員發現，這種超導材料自然存在於量子疊加中， 其中電流可以在材料環上同時順時針和逆時針流動，這一發現實現了物理學家在80年代對半量子磁通量(HQFs)的預測。
科學家報告了對於超導b-Bi2Pd薄膜介觀環中半整數磁通量量子化的觀察結果。半量子流態在超導臨界溫度的量子振蕩中表現為p相移。該結果驗證了b-Bi2Pd的非常規超導性，並與自旋三重態對對稱性相一致。該發現可能對通量量子比特在量子計算的背景下很有意義。
從理論上講，這種材料的特性使其成為量子計算機系統的完美候選者。它將使通量量子比特的設計比以往任何時候都更加實用。這一發現將意味著使用通量量子位元的量子計算機製造商在設備設計上將會面臨革命性變化，那些已經走上其他設計路徑的人現在可能會發現通量量子比特元更有吸引力。
有一種量子計算機被稱為拓撲量子計算機，它使用跳舞的二維準粒子，又稱奇異粒子，在時空中形成類似編織的結構，從而很容易形成計算機的邏輯門。為了確定他們的超導材料在這些條件下的公平性，李宇凡表示未來的研究將集中在尋找一種獨特的粒子的存在，即馬約阿納費米子，它同時作為自己的反粒子存在。雖然馬約阿納費米子目前只是理論上的，但它們對於量子計算的發展大有希望。李宇凡在新聞發布會上說： 最終的目標是找到並操縱馬略阿納費米子，這是實現容錯量子計算、真正釋放量子力學力量的關鍵。
與許多科學進步一樣，這一發現不太可能成為真正啟動量子計算時代的多米諾骨牌，但它似乎是朝著找到更可持續和可複製的量子問題解決方案邁出的有希望的一步。