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一种有望用于量子计算的新型超导体的性能

admin2021-07-01 05:40 265人已围观

简介一种有望用于量子计算的新型超导体的性能

　　由明尼苏达大学领导的一个国际物理学家团队发现，一种独特的超导金属在作为一个非常薄的层时更具有弹性。这项研究是朝着了解材料中的非常规超导状态这一更大目标迈出的第一步，这种超导状态未来有可能被用于量子计算。这项合作包括明尼苏达大学物理和天文学学院的四名教师--Vlad Pribiag副教授、Rafael Fernandes教授、Fiona Burnell和Ke Wang助理教授，以及康奈尔大学和其他一些机构的物理学家。

　　这项研究发表在《自然-物理学》上，这是一份由《自然研究》杂志出版的、经同行评议的科学月刊。

　　二硒化铌（NbSe2）是一种超导金属，这意味着它可以导电，或将电子从一个原子传输到另一个原子时没有阻力。当材料处于非常小的尺寸时，其行为不同并不罕见，但NbSe2具有潜在的有益特性。研究人员发现，二维形式的材料（只有几个原子层厚的非常薄的衬底）是一种更有弹性的超导体，因为它具有双重对称性，这与同一材料的较厚样品有很大不同。

　　在Fernandes和Burnell对这种二维材料的奇异超导性的理论预测的激励下，Pribiag和Wang开始研究原子薄的二维超导设备："我们预计它有一个六重旋转模式，像雪花一样，尽管有六重结构，但它在实验中只显示了两重行为。这是第一次在真正的材料中看到[这种现象]，"。

　　研究人员将新发现的NbSe2中超导状态的双重旋转对称性归因于两种密切竞争的超导类型之间的混合，即传统的s波类型--典型的NbSe2，以及在少数层NbSe2中出现的非常规d型或p型机制。这两种类型的超导性在这个系统中具有非常相似的能量，正因为如此，它们相互影响，相互竞争。

　　Pribiag和Wang说，他们后来意识到康奈尔大学的物理学家们正在使用一种不同的实验技术，即量子隧道测量来审查同样的物理学现象。他们决定将他们的结果与康奈尔大学的研究结合起来，发表一份综合研究报告。

　　Burnell、Pribiag和Wang计划在这些初步结果的基础上，进一步研究原子级薄的NbSe2与其他奇异的二维材料相结合的特性，这最终可能导致使用非常规的超导状态，如拓扑超导性，来构建量子计算机。

　　"我们想要的是一个原子尺度上完全平坦的界面。相信这个系统将能够给我们一个更好的平台来研究材料，以便将它们用于量子计算应用。"

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