每年必发Science、Nature的团队，今年果然又发了！本文转自：中国科学报文

本文转自：中国科学报
文｜《中国科学报》采访人员倪思洁

文章图片

文章图片

2021年8月底的一个深夜，北京北四环边，白日的喧嚣已归于平静，中国科学院物理研究所（以下简称物理所）的灯仍然亮着，实验室里静得只剩下呼吸声。
在一个裹着银色锡纸的仪器边，副研究员李更等待着实验结果。
几乎就在一瞬间，困意彻底远离了他。因为此时的电脑屏幕上，原本应该平整的四方图案出现了竖向的波纹，波纹中还穿插着斜向的条纹。

文章图片

文章图片

【每年必发Science、Nature的团队，今年果然又发了！】研究组最初看到的奇特波纹（双轴电荷密度波）形貌中科院物理所供图
6月8日，《自然》发表了由这个意外发现引发的新成果：中国科学家在铁基超导材料锂铁砷（LiFeAs）中，观测到大面积、高度有序、可调控的马约拉纳准粒子格点阵列。
该发现被认为“对实现马约拉纳准粒子的编织以及拓扑量子计算具有里程碑的意义” 。
科学家们的新理想
“你们想做的拓扑量子计算，到底是什么？”
这是李更常被亲朋好友们问到的问题。
人类对于大规模信息处理需求的剧增，使得量子计算被赋予了极高的期待， “量子计算”四个字也几乎家喻户晓。
但是，很多人不知道，量子计算一直有个让人头疼的问题，即噪声等外界环境的扰动会对量子系统造成影响，使计算过程不可避免地产生并积累错误。
正因如此，科学家们有了一个新的理想——研制“拓扑量子计算机” 。
“拓扑量子计算是一种容错率更高的量子计算。”李更说。
然而，要实现拓扑量子计算，不仅要求微观世界的粒子符合一种名为“非阿贝尔统计”的规律，还需要科学家有能力把微观世界里的粒子像编麻花辫一样编织起来。
也就是说，在这个领域，谁有能耐看清并操控微观世界，谁才有可能最先实现拓扑量子计算。

文章图片

文章图片

在实验室工作的李更中科院物理所供图
一次意外控制住一种神奇粒子
李更是物理所高鸿钧院士团队中的一员。这支团队虽然规模不大，却是全球最被关注的几支向拓扑量子计算发起挑战的团队之一。
2018年，高鸿钧团队最早在铁基超导材料中观测到一种神奇粒子——马约拉纳准粒子。这种粒子符合实现拓扑量子计算的要求，如果科学家能够编织它，就有可能实现拓扑量子计算。这项成果发表于《科学》，并很快引起国际同行关注。
2020年，他们又在铁基超导材料中观测到马约拉纳准粒子的电导平台，进一步证明了马约拉纳准粒子的存在。该成果又一次发表于《科学》。
这些年，他们一直在各种铁基超导材料中寻找这种神奇粒子的身影。
“铁基超导材料体系存在材料组分不均一、马约拉纳准粒子占比低、阵列无序且不可控等问题。”高鸿钧判断，他们需要找到大面积、高度有序、可调控的马约拉纳准粒子阵列，才能向拓扑量子计算更进一步。
直到2021年8月底的那个夜晚，异常波纹出现了。
李更把情况汇报给高鸿钧，他们讨论后决定给样品加一个垂直的磁场试试。