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美国科学家发现了一种新的超导体材料，为量子计算机的重大发展甚至全新设备的创造铺平了道路。
马里兰大学量子材料中心的一名研究人员持有一种很有前途的拓扑超导体的晶体
两个独立的小组确定了一种非常规的超导体，二碲化铀（或简称 UTe2），它显示了所谓的“拓扑超导体”的许多特征。
结果表明它在外拓扑层中具有最小的电阻（超导体的标志），为量子计算机奠定了良好的基础。
众所周知，超导体在没有电阻的情况下传输电流，但科学界一直在努力寻找亚原子粒子的特定排列可以传输电流的物质。
在 UTe2 中，“拓扑”组织了粒子如何变化和变换的排列。
寻找超导体
科学家们一直在寻找新的量子材料，以促进对拓扑和超导性的理解，或者作为先进设备技术的平台。
迄今为止，在与 UTe2 相关的发现之前，还没有其他超导体在实验中被证明是拓扑的。
马里兰大学马里兰量子材料中心教授兼主任 Johnpierre Paglione 博士说：“在这里，我们可能发现了一种兼具两种用途的材料。”
大多数已知的超导体材料是“自旋-单线态”类型，其中电子与相反的自旋配对。
在这种情况下，UTe2 似乎是一个“自旋三重态”，即配对电子的两个自旋角动量都指向同一个方向，这是一种非常罕见的材料。
“这种特性是将电子结合在一起的结果。在三重态的情况下，这种结合可能不同于大多数由于晶格振动而配对的超导体（例如汞，1911年首次发现的超导体），因此我们对它的研究有助于促进对所谓的非常规超导体的理解，”Paglione说。
“这很重要，因为这类材料是高温超导的来源，并且长期以来一直被研究以应用于室温超导，”他说。
UTe2的潜力
Paglione 和科学家们认为UTe2 是一种具有特殊性质的物质，可用于执行容错量子计算和其他量子技术。
“在 UTe2 中，我们认为超导性属于这一类，有助于解释两种不同的超导转变温度以及带电非超导粒子的新型表面流体的发生，”他说。
研究人员观察到两种不同的超导转变温度以及带电非超导粒子的新型表面流体。
正是这种长期以来受到科学家追捧的表面材料，最终可能会成为能够执行量子计算的设备的平台。
科学家们承认，从识别显示这些特定状态的材料到在设备中操纵它们以实现量子计算，还有很长的路要走。
尽管如此，这是一个里程碑式的发现。
“实际上只有少数系统已经被识别出来（其中大多数被设计为在一些多材料设备设置中具有这些状态，而不是内在或自然地包含它们），因此潜力就在那里，”Paglione说。
其中真正令人兴奋的部分是已知的未知数：源自对这些类型系统的新理解的设备或概念，这些系统不一定适合晶体管型技术的模型。
“为了遵循这条道路，我们需要试验能够让我们更好地了解这些系统的基本特性的设备，并寻找控制它们的新方法，我们目前正在研究这一点，”他说。
相关链接：https://ia.acs.org.au/article/2021/new-superconductor-discovery-for-quantum-computers.html
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