2001年的时候,米国的理论物理学家基塔耶夫提出一个一维拓扑超导的模型,在其端点可以实现马约拉纳零能模。
而这个模型可以利用具有强自旋轨道耦合的半导体纳米线,可以在外加磁场下实现与s波超导耦合,进而出构造高质量的拓扑量子比特器件。
简单的来说,这东西可以构成量子晶体管的基础,而量子晶体管是量子芯片的核心。
当然,再怎么样核心的东西,都离不开最为基础的材料。
传统统芯片是以硅为原材料的半导体;
而量子芯片原材料则更为丰富,可以是超导体、半导体、绝缘体或者金属都可以。但不管如何,它都离不开核心的量子比特效应。
如何让量子比特不受干扰的完成自己的使命,是当前量子器件的核心难题。
而拓扑量子材料在这方面理论上来说有着优异的性能。
比如内禀拓扑超导体,其本身具有拓扑非平庸的带隙结构。
而通过调控外磁场,可以实现有序的、密度和几何形状可调的涡旋结构,这为操纵和编织‘马约拉纳零模态’提供了一个理想的材料平台。
而理论上来说,四个马约拉纳零能模就可编织成一个拓扑量子比特,这种准粒子的编织操作是实现容错拓扑量子计算的重要途径。
内容未完,下一页继续阅读