突破性發現：新一代材料加速容錯量子電腦問世

牛津大學主導的一項研究開發出革命性技術，能有效尋找大規模容錯量子計算所需的關鍵材料。這項突破可能終結科學界數十年來對廉價量子材料的追尋，為量子電腦量產化鋪路。研究成果已登上《科學》期刊。

量子電腦的運算能力將遠超現有超級電腦，但環境干擾導致的量子退相干效應，始終限制其性能發展。物理學家長期苦於尋找能抵抗退相干的材料，這項實驗挑戰如今出現轉機。

牛津大學戴維斯團隊開發出創新技術，能精準識別「拓撲超導體」這類特殊材料。這種量子物質可承載馬約拉納費米子——其獨特之處在於能將資訊儲存於粒子形狀與結構（拓撲特性），而非傳統的粒子狀態。這種儲存方式使資訊更穩定，不受局部擾動影響。

研究團隊運用新型掃描穿隧顯微鏡技術（安德列夫STM），首次證實碲化二鈾（UTe₂）具有本徵拓撲超導性。這種2019年發現的材料雖被視為候選材料，但相關現象始終未被直接觀測。透過原子級解析技術，科學家不僅偵測到拓撲表面態，更確認其本質特性。

值得注意的是，UTe₂雖證實具備本徵拓撲超導性，但與理論預期的理想形態略有差異。其中馬約拉納粒子以成對形式存在，無法單獨分離。然而這項技術突破意義重大，未來可精準篩選其他潛在材料。

微軟今年曾宣布開發出「拓撲量子處理器」，但採用的是人工合成超導體結構。牛津團隊的發現意味著，科學家未來可能找到更簡單、廉價的天然晶體材料，大幅降低拓撲量子位元製造成本。

主導研究的戴維斯教授強調：「從技術發明、表面態偵測到特性鑑定，這系列突破將大幅加速量子革命所需材料的篩選進程。」論文第一作者王書渠博士（現任布里斯托大學助理教授）則表示：「新技術讓我們首度觀測到本徵拓撲超導的光譜特徵，期待未來揭示更多量子物質的奧秘。」

這項跨國研究還集結了加州大學柏克萊分校、勞倫斯柏克萊國家實驗室、康乃爾大學等頂尖機構的科學家共同參與。

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