绅士老司机|我们花好几年时间，才知道马约拉纳费米子长什么样( 三 )
【绅士老司机|我们花好几年时间，才知道马约拉纳费米子长什么样】
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另外我们用的这个针有磁性 ， 有了磁性以后 ， 表面上 ， 有磁性的原子和没磁性的原子就可以区别开来 ， 这样我们就可以用这样一个扫描隧道显微镜既研究表面上的结构 ， 也研究表面上的磁性 。 这个就叫自旋极化扫描隧道显微镜 ， 有了这个东西 ， 又有了我们的材料 ， 就可以开始我们的研究 。
其实我们这个研究也不是那么容易 ， 找到了材料以后 ， 又有了高级的设备 ， 我们也是用了好几年的时间 ， 原因是什么 ， 原因就是我们并不知道马约拉纳费米子到底长什么模样 ， 和普通的超导体有什么区别 。 你看见了什么东西 ， 就是看见了马约拉纳费米子 。 所以我们花了好几年的时间 ， 我们找各种各样的与普通超导体不一样的信号 ， 找到了这个信号以后看看它跟马约拉纳费米子是不是一样 。
这样摸索了好几年以后 ， 终于我们找着了一种叫做自旋极化电流的东西 ， 这就是我们用的样品 ， 其实样品很小 ， 这是一、二、三 ， 三个样品 ， 真正起作用的就是中间一小点 。 在这个样品上 ， 这就是我们做的拓扑超导样品 ， 在这个样品上我们又观察到了自旋极化电流 ， 自旋极化电流确实是由马约拉纳费米子产生的 。 通过这个观察我们证明了马约拉纳费米子的存在 。
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最后我们再来讲一下 ， 马约拉纳费米子的发现对我们有什么用？我刚才讲了它可以用来做拓扑量子计算 。 量子计算非常有用 ， 速度非常快 ， 能够处理现有的整个世界上加起来计算能力更大的东西 。 但是量子计算并不是那么容易实现的 ， 原因之一就是你想把所有的量子比特给它纠缠起来 ， 然后保持它在一个相当长的时间之内完成这个量子计算很困难 ， 有很多噪音杂质的影响 。 所以量子计算到目前为止还没有实现 。
为了克服这外界因素的干扰 ， 人们就提出了另外一个实现量子计算的方法 ， 就是拓扑量子计算 。 拓扑量子计算就是利用它的拓扑性质 ， 来保护量子比特不受干扰 ， 使它能够不用再纠错 ， 不用再担心退相干的问题 ， 这样更容易的实现量子计算 。
但是拓扑量子计算完全是一个假想出来的方案 ， 这个方案需要结合任意子 ， 这是更奇特的一种东西 ， 完完全全臆想出来的任意子 。 只有有了这个任意子 ， 我们才能做这个拓扑来自计算 。
这个任意子也是假想出来的 ， 自然界当中也不存在 。 可喜的是 ， 我们找到的马约拉纳费米子恰恰就是一种任意子 ， 所以马约拉纳费米子为什么能做拓扑量子计算 ， 就是因为它是个任意子 ， 所以它是实现拓扑量子计算的一种很好的材料 。
我们希望接着往下研究 ， 能够在近期把马约拉纳费米子弄清楚 ， 用它来做拓扑量子计算 。 其实在马约拉纳费米子被提出来能在凝聚态中能够实现的这个想法以后 ， 各个国家已经开始布局了 ， 欧美已经投入了大量资金 ， 在马约拉纳费米子的研究以及拓扑量子计算的研究方面 。
微软已经从2010年开始投资这个方向 ， 五年一个周期 ， 现在进入到第二个周期 。 所以拓扑量子计算方法和马约拉纳费米子的研究进展也非常快 ， 国际上几十个团队都在研究这个方向 。
我们能够率先找到马约拉纳费米子 ， 是非常幸运的一件事 ， 我们希望能够在国家的支持下 ， 接着往前走 ， 希望在五年到十年之内找出用马约拉纳费米子做的量子比特 ， 然后再进一步实现拓扑量子计算 。 通过我的报告 ， 希望大家能够明白 ， 什么是马约拉纳费米子 ， 马约拉纳费米子有多么重要 ， 找到马约拉纳费米子以后对我们将来的生活有什么样的影响 ， 谢谢大家 。
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