贾金锋团队：马约拉纳费米子的探索与量子计算的未来                              萌物本物物    2025-08-09 07:25   河南

                                                   01                                         长期探究与新突破        ▲ 科学家们对马约拉纳费米子的探索        在近80年的漫长岁月里， 物理学家们探寻马约拉纳费米子，尽管美国、荷兰等国的科学家曾相继声称观测到了这一神秘粒子，但他们的发现都因缺乏 说服力的证据而备受质疑。        ▲ 贾金锋团队取得的突破        直至去年，上海交通大学贾金锋教授领衔的团队，通过精心设计的实验，终于捕捉到了 马约拉纳费米子的直接证据——自旋极化电流现象。这一重大突破不仅赢得了物理学权威们的一致赞誉，更被誉为“旷世之作”。            

       全球范围内已有数十个科研团队致力于其探寻之旅。这一发现不仅激发了科学家们的浓厚兴趣，更为 量子计算的发展指明了新的方向。              

                                                   02                                       实验设计的独到之处        ▲ 拓扑超导体的创新构建        贾金锋教授介绍道：“理论上，将超导材料置于拓扑绝缘体之上即可实现拓扑超导，但实际操作起来却困难重重。”然而，贾金锋团队在大量实验基础上，创新地将超导材料置于下方，并在其上方“生长”出拓扑绝缘体薄膜。这样的设计巧妙地将拓扑绝缘体薄膜的表面转化为拓扑超导体，从而为寻找马约拉纳费米子提供了 关键的材料基础。 

       ▲ 实验结果与专业认可        贾金锋教授揭示，他的团队不仅关注马约拉纳费米子能量为零的特殊性质，更着重于其 自旋特性这一关键点。不同于其他研究团队，贾金锋团队避开了能量为零可能带来的争议，因为自旋特性是由费米子本身性质决定的，不受外界环境因素影响。这一研究凭借自旋特性突破传统，赢得了专业领域的广泛认可。        

                                                  03                                  马约拉纳费米子的观测旅程        ▲ 实验条件与仪器的挑战        贾金锋团队在广泛而深入的实验基础上，于2012年在《科学》杂志上发表了关于拓扑绝缘体/超导体异质结的开创性成果。然而，寻找马约拉纳费米子的旅程并非坦途，而是充满了挑战与转折。由于马约拉纳费米子的磁性极弱，观测它需要 高灵敏度和极低温度的扫描隧道显微镜。        ▲ 自旋极化电流的发现        尽管上海交大的实验设备无法满足这样的苛刻条件，但贾金锋团队并未放弃。利用自旋极化的扫描隧道显微镜，他们在“人造拓扑超导薄膜”的涡旋中心进行了精密测量，并 首次观察到由马约拉纳费米子产生的独特自旋极化电流。这一发现为马约拉纳费米子的存在提供了 确凿证据。                                                      04                                             量子计算的潜力        ▲ 马约拉纳费米子在量子计算中的作用        自意大利物理学家埃托雷·马约拉纳在近80年前预言马约拉纳费米子以来，物理学家们一直致力于证明其存在。 作为未来量子计算机的理想候选者，马约拉纳费米子具备独特的稳定性，其反粒子即为其本身的特性，为稳定的量子计算提供了新的可能。 

       ▲ 量子计算的新纪元        对于当前超级计算机而言难以处理的复杂问题，量子计算机却能轻松应对。尽管尚未成功制造出量子计算机，但马约拉纳费米子的发现促进了研究进展，预示着 量子计算新时代的到来。我们坚信，在固体中实现拓扑量子计算已指日可待，量子计算的新时代即将拉开帷幕。        （来源：百度，见https://baijiahao.baidu.com/s?id=1839931641092164472&wfr=spider&for=pc） ======================================        【相关介绍】：         新华网：科研团队成员揭秘“天使粒子”发现的背后https://www.xinhuanet.com/world/2017-07/25/c_1121375201.htm         搜狐：量子计算新突破，科学家找到更耐操更容易制造的马约拉纳量子比特https://www.sohu.com/a/785828027_348129         澎湃：视频｜中国科学家克服三大困难，发现造量子计算机的神秘粒子https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1492206         抖音：中国科学家在光晶格量子计算领域取得重大突破https://www.douyin.com/video/7276025888444058934          抖音：2月19日，微软宣布推出全球首款基于拓扑量子比特的量子处理器“马约拉纳 1”，微软称，该量子处理器基于突破性的材料——拓扑导体构建，“标志着向实用量子计算迈出了变革性的一步”https://www.douyin.com/video/7474191330944568614