量子研究统一了两个想法为拓扑超导提供了另一种途径

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哥本哈根大学的研究人员发现了一种发展拓扑超导的新方法，这可能为使用majorana零模作为量子信息量子比特的基础提供了一种有用的方法。

直径只有几百纳米的铅笔状半导体是哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所量子设备中心与微软量子研究人员合作开展的一项研究，旨在寻找拓扑超导的新途径。最近发表在《科学》杂志上的一项研究中的majorana和majorana的零模。

研究人员发现的新路线是在半导体周围的圆柱形超导体周围使用相位绕组，这被称为“概念突破”。

查尔斯马库斯说：“该结果可能为使用majorana零模作为量子信息保护量子比特的基础提供了一种有用的方法。我们不知道这些电线本身是否有用，或者只是这些想法有用。”尼尔斯玻尔研究所的维卢姆坎恩拉斯穆森教授和哥本哈根微软量子实验室的科学主任。

博士后研究员Saulius Vaitiek？Nas说：“我们发现创建majorana零模式似乎更容易，您可以在其中打开和关闭它们，这可以带来很大的不同。”研究中的实验主义者。

结合两个已知的想法

这项新的研究结合了量子力学领域中使用的两个已知概念：基于涡旋的拓扑超导体和纳米线中的一维拓扑超导体。

量子设备中心主任Carlsten Fruns Berg教授说：“这个结果的意义在于，它统一了理解和创造拓扑超导和majorana零模的不同方法。”

回溯历史，这些发现可以被描述为50年前物理学的延伸，即小公园效应。在Little-Parks效应中，圆柱壳形状的超导体会适应外部磁场，通过跳到“涡流状态”来穿过圆柱，而涡流状态会扭曲圆柱周围量子波函数的相位。

哥本哈根微软量子实验室尼尔斯玻尔研究所的查尔斯马库斯、索柳斯韦提克纳斯和卡斯滕弗伦斯堡。

需要的是一种将半导体纳米线和超导铝结合在一起的特殊材料。这些材料是量子设备中心几年开发出来的。这项研究中的特殊导线在使超导壳完全包围半导体方面是特殊的。它们是由同样位于量子设备中心的彼得克罗格斯特普教授和位于林比的微软量子材料实验室的科学主任培育出来的。

这项研究是同一个基本科学奇迹的结果，即历史上有许多重要发现。

在谈到实验发现时，查尔斯马库斯说：“我们首先研究这个问题的动机是，它看起来很有趣，我们不知道会发生什么。”这一发现也得到了理论上的证实。然而，这个想法可能会为量子计算指明前进的方向。

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