包括維爾茨堡大學(xué)研究人員在內(nèi)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)造了一種特殊的超導(dǎo)狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)推動(dòng)量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。研究結(jié)果發(fā)表在《自然·物理學(xué)》雜志上。
超導(dǎo)體是一種無(wú)需電阻即可導(dǎo)電的材料，使其成為 MRI 機(jī)器、磁懸浮列車甚至粒子加速器中電子元件的理想基礎(chǔ)材料。然而，傳統(tǒng)的超導(dǎo)體很容易受到磁性的干擾。一個(gè)國(guó)際研究小組現(xiàn)已成功構(gòu)建了一種混合裝置，該裝置由磁性增強(qiáng)的穩(wěn)定的鄰近超導(dǎo)體組成，并且其功能可以被專門控制。
他們將超導(dǎo)體與一種稱為拓?fù)浣^緣體的特殊半導(dǎo)體材料結(jié)合起來(lái)。 “拓?fù)浣^緣體是在其表面導(dǎo)電但內(nèi)部不導(dǎo)電的材料。這是由于其獨(dú)特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即電子的特殊排列，”該大學(xué)拓?fù)浣^緣體研究所的物理學(xué)家查爾斯·古爾德教授解釋道維爾茨堡 (JMU)。 “令人興奮的是，我們可以為拓?fù)浣^緣體配備磁性原子，這樣它們就可以由磁鐵控制。”
超導(dǎo)體和拓?fù)浣^緣體耦合形成所謂的約瑟夫森結(jié)，這是由一層薄薄的非超導(dǎo)材料隔開的兩個(gè)超導(dǎo)體之間的連接。 “這使我們能夠?qū)⒊瑢?dǎo)性和半導(dǎo)體的特性結(jié)合起來(lái)，”古爾德說。
“所以我們將超導(dǎo)體的優(yōu)點(diǎn)與拓?fù)浣^緣體的可控性結(jié)合起來(lái)。利用外部磁場(chǎng)，我們現(xiàn)在可以精確控制超導(dǎo)特性。這是量子物理學(xué)的真正突破。”
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