近日，一项发表于《科学》的研究带来新突破，展示了一种可高效识别本征拓扑超导体的量子可视化技术。研究人员借此证明二碲化铀虽为一种本征拓扑超导体，但并非物理学家一直寻找的类型，不过该技术有望极大加速合适材料的识别进程。
新技术助力寻找量子计算材料
拓扑超导体因表面存在能稳定存储量子信息的马约拉纳费米子，成为物理学家寻找下一代量子计算材料的关键目标。然而，几十年来本征拓扑超导体的探寻始终未有成果。此次发表于《科学》的研究展示的新量子可视化技术，为该领域带来了新希望，有望大幅推动寻找大规模容错量子计算所需下一代材料的进展。
二碲化铀的研究进展
自2019年发现以来，二碲化铀一直是拓扑超导体的有力候选者，但其超导相的超导序参量的对称性未知。在这项新研究中，研究人员摒弃传统金属探针测量方式，采用另一种超导体来探测二碲化铀的表面，将材料表面电子排除在外，仅测量可能存在的马约拉纳费米子，以此直接确定该材料是否适用于拓扑量子计算。通过带有超导探针的扫描隧道显微镜探测其超导序参量的对称性，并与理论预测对比，最终证明二碲化铀是本征拓扑超导体，却并非物理学家一直追寻的那种。
新技术的重要意义
虽然排除了二碲化铀这一候选材料，但此项研究开发的新技术意义重大。它能让物理学家准确、直接地确定其他材料是否具有本征拓扑超导性，从而极大地提升识别合适材料的能力，为量子计算材料的探索开辟了新的路径。