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好消息!MIT专家发现马约拉纳费米子,人类或将迎来量子时代多年来,这是马约拉纳费米子第一次在金属表面得到证实。如果约拉纳费米子成功应用于量子计算机,那么人类或将迎来量子计算机时代。
在粒子物理学中,费米子是一类基本粒子,包括电子、质子、中子和夸克,它们构成了物质的基础。大多数情况下,这些粒子被认为是狄拉克费米子,以英国物理学家保罗·狄拉克的名字命名,狄拉克预言:所有费米子基本粒子都应该在宇宙某处以反粒子的形式存在对应物,因为它们本质上是一对同卵双胞胎.
1937年,意大利理论物理学家EttoreMajorana扩展了狄拉克的理论,预言费米子中应该存在一些未知粒子,并将它们称为马约拉费米子,它们与它们的粒子的反粒子是不可区分的。不幸的是,一年后,这位物理学家在一次离意大利海岸的神秘渡轮旅行中失踪了,研究搁置了。
然而,寻找马约拉费米子的路并没有被切断。科学家们一直在寻找马约拉的神秘粒子。有人提出但未证明中微子可能是马约拉纳粒子。另一方面,理论家预测马约拉纳费米子在特殊条件下也可能存在于固体中。
现在,由麻省理工学院领导的团队在他们设计和制造的材料系统中观察到了马里亚纳费米现象的证据——在超导材料钒上生长的金纳米线。当人员扫描表面时,他们看到黄金的顶面出现了一个接近零能量的特征峰信号。根据理论,这种峰只能由马约拉费米子对产生。
近日,美国麻省理工学院威廉和艾玛罗杰斯物理学教授帕特里克·李表示,下一步要将马约拉纳费米子变成一个量子比特的单一计算单元,并将其应用到量子计算机上。如果真的得到应用,对于量子计算机来说将是一个巨大的进步。
在过去的几十年里,科学家们一直在寻找半导体领域的马约拉纳费米子,因为半导体是用于晶体管计算的传统材料。现在终于找到了,人类或将迎来量子计算机时代。有专家指出,观察一对马约拉纳费米子,将是人类迈入量子比特时代的重要一步。这项研究的结果发表在《美国国家科学院院刊》上。