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拓扑超导是量子计算理想材料 国内研究成果不断增多

2021-10-20 17:57      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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拓扑超导是量子计算理想材料 国内研究成果不断增多

  按照导电性质的不同来划分,材料可以分为导体、绝缘体两大类,导体是电阻率小、易于传导电流的材料,超导体是在某一温度下电阻为零的导体。拓扑超导是超导体按照电子态的拓扑性质不同来划分而形成的一类产品,是物质的一种新状态,是凝聚态物理学中非常重要的一个研究方向。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年拓扑超导行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,拓扑超导与传统超导体的区别在于,拓扑超导的内部是超导体,表面有约1nm厚的受拓扑保护的无能隙金属态,若拓扑超导被切割,新的表面会再次自然形成这种金属态。这种特殊特性使得拓扑超导成为量子计算机的理想材料。
 
  量子计算具有高处理速度、低能耗优势,是替代传统晶体管计算的新型计算模式,其发展受到全球多个国家的大力支持。2020年,全球量子计算市场规模约为3.4亿美元,预计2020-2025年将以30%左右的增速高速增长,到2025年市场规模将达到12.6亿美元以上。为给量子计算寻找理想材料,拓扑超导受到关注,全球相关研究成果不断问世。
 
  从我国来看,2018年6月,南京大学物理学院团队成功构造出Bi2Te3/FeTe0.55Se0.45异质结,发现其与理论预言的某一种拓扑超导态相吻合。2019年5月,复旦大学物理学系课题组在拓扑半金属Cd3As2与超导的异质结中观察到了Cd3As2的表面超导态。2020年9月,上海交通大学团队利用超导针尖观测到拓扑晶体绝缘体Sn1-xPbxTe超导能隙内有多重的束缚态,为超导拓扑晶体绝缘体存在拓扑超导电性提供了非常有力的直接证据。
 
  我国政府对拓扑超导的研究也极为重视,“十四五”国家重点研发计划“物态调控”重点专项中,拓扑超导物态探测及调控研究被列入,提出针对未来信息技术以及量子器件对拓扑物理的需求,寻找潜在的作为拓扑超导态载体的拓扑材料和超导材料。未来,我国拓扑超导技术研究将日益深入。
 
  新思界行业分析人士表示,我国拓扑超导相关研究机构及高校不断增多,国外在此领域的研究成果也在不断涌现,国内外已经发展出多种技术成功研制出拓扑超导。量子计算产业发展受到我国政策的大力支持,资本投入不断增大,未来拥有广阔市场前景。拓扑超导作为量子计算的理想材料,未来需求将随着量子计算市场增长而上升,拥有巨大市场潜力。
 
关键字: 量子计算 拓扑超导