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『科技生活快报』困扰物理学界80余年的马约拉纳费米子首次在金属中捕获到( 二 )


在这里 ， 便出现了一个「容错阈值」的概念 ， 即量子纠错能达到预期效果的前提——宇称查验过程中产生的错误不会使得错误数量增加 。
不过 ， 纠错会大幅增加计算成本 ， 原因在于计算能力都被用来纠错 ， 而不是运行算法 。
因此 ， 研究人员可以说是另辟蹊径 ， 提出了新方案 ， 主动“适应噪声” ， 即容错量子计算 。 而实现容错量子计算需要错误率明显低于阈值（0.1%左右）以及百万以上的量子比特 。 就目前而言 ， 这还是无法实现的 。
「金」中的马约拉纳费米子
而在上述论文中 ， 研究团队提到 ， 他们在金中发现的马约拉纳费米子 ， 适用于标准的纳米制造技术 ， 可以用于容错量子计算机的量子位构建块 ， 因此有望推动容错量子计算的发展 。
具体来讲 ， 研究团队设计、制造了一种材料系统 ， 该系统由生长在超导材料钒上的约为4纳米厚的金纳米线组成 ， 并分布有细小的硫化铕铁磁体 。 研究团队在扫描到硫化铕附近的表面时 ， 发现了金表面上信号尖峰能量为零 。
根据理论 ， 这些现象只能由马约拉纳费米子对产生 。
其实这一发现也并不是偶然 ， 论文合著者之一PatrickLee大概10年前就已经萌生出了或许能在常见金属材料中发现马约拉纳费米子的想法 。
而这一想法背后的原因在于 ， 虽然科学家们长期以来一直在半导体中寻找马约拉纳费米子 ， 将半导体与超导体结合在一起 ， 为半导体赋予超导性能 ， 半导体中的粒子分裂后即能形成马约拉那费米子对 。 但实际上 ， 金属与超导体相邻时也会具有超导性能 。
对此 ， 另一位论文合著者JagadeeshMoodera表示：
值得注意的是 ， 我们的材料制备方法比传统的‘基于半导体生成量子位’的方法更为稳定 ， 我们的材料系统是一个将金放置在铁磁体与超导体间的‘三明治’结构 。 从另一个角度来说 ， 这也使其在造价上具有更大的商业化优势 。
『科技生活快报』困扰物理学界80余年的马约拉纳费米子首次在金属中捕获到
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