交大"捕获"神秘粒子　或敲开拓扑量子计算大门

上海交通大学贾金锋教授

　　6月22日报道：近日，上海交通大学科研团队在实验室里成功捕捉到了一种物理学家寻找多年的神秘粒子——马约拉纳费米子。这种粒子既是困扰物理学界80多年的正反粒子同体的特殊费米子，也是未来制造量子计算机的可能候选对象。

　　找到马约拉纳费米子意味着什么？意味着人类在量子物理学领域取得了一个重大突破，同时也意味着在固体中实现拓扑量子计算成为可能。这个发现或将引发新一轮电子技术的革命，使人类进入拓扑量子计算的时代。

　　与普通计算机通过二进制方式处理数据不同，量子计算机是一种基于量子物理机理处理数据的计算机。它对数据的处理速度惊人，如果把量子计算机比作飞机的话，那么普通计算机只能算是自行车。使用普通计算机需要耗费巨大计算资源才能勉强处理的问题，在量子计算机看来是小菜一碟。

　　以天气预报为例，由于现有技术的局限，现在人们对天气的预测不可能达到每次都非常准确。如果使用量子计算机来计算天气数据，不仅能瞬间运算海量数据，预测的准确性也会大大提高。当然，精确地预测天气对于量子计算机来说还不算什么，它能对海量已经合成的新材料，甚至还能对未合成的概念材料进行系统、精确、高效地计算，为材料科学领域带来革命性的进步。而科学家们预期马约拉纳费米子就是制造量子计算机的完美选择之一。

　　据介绍，迄今还没有制造出真正意义上的量子计算机，其中一个很重要的原因是，目前用于量子计算的粒子的量子态并不稳定，电磁干扰或物理干扰可以轻松打乱它们本应进行的计算。而马约拉纳费米子的反粒子就是自己本身，它的状态非常稳定。这些属性或许使量子计算机的制造变成现实的一个关键，从而帮助人类敲开拓扑量子计算时代的大门。

　　另据了解，美国东部时间6月21日（北京时间6月22日），国际顶级物理学刊物《物理评论快报》（Physical Review Letters）在线发表了上海交通大学贾金锋教授及其合作者有关找到马约拉纳费米子的论文。