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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

然而,此后的 80 多年里,马约拉纳费米子始终只是一个概念而已,令物理学家感到头痛。

具体来讲,想要证实马约拉纳费米子存在的猜想,需要观察到 1937 年 Ettore Majorana 提出的一种名为「双 β 衰变」(double-β decay)的现象。

经过几十余年的努力,1987 年,加州大学尔湾校区 Michael Moe 团队最早在实验室成功观测到硒-82 的双 β 衰变。

此后,不少实验都成功观测到其他同位素的寻常双 β 衰变,但无一能为证实上述猜想提供正面的结果。

终于,2016 年 6 月 22 日,上海交通大学、浙江大学、南京大学与美国麻省理工学院团队合作,率先观测到了在拓扑超导体涡旋中存在马约拉纳费米子的重要证据。

这一成果意味着人类在量子物理学领域取得了重大突破,同时也表明,在固体中实现拓扑量子计算成为可能。

容错量子计算

「量子优势」的说法我们可能已经不陌生了,它是指量子计算机在处理任务时能够完虐最强的经典超级计算机。

但事实上,正如中国科学院院士、量子计算泰斗姚期智教授在第五届腾讯 WE 大会上演讲时所说:

目前我们已经进入了一个能看到量子计算机将要做出来的时间段——即最后一里路。不过,这「最后一里路」,不仅非常艰难,而且耗时也会很长。

雷锋网了解到,量子计算难以实现的原因之一就在于“噪声”。从量子比特中的热量或从更深层的量子物理过程中产生的随机波动,将可能导致计算失败。

面对这种噪声,研究人员并非没有给出解决方案,目前主要有两种方式:

多数决定法:数一数哪一种比特(0 或 1)比较多,多的那一种应该是正确的;

宇称查验:查验相邻比特的取值是否相同,不同则意味着其中一个出错了。