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一種厚度只有頭髮絲萬分之一的特殊人工薄膜，可能“終結”物理學界長達70多年的尋找馬約拉納費米子“馬拉松競賽”。如果這一切成真，將引發未來電子技術的新一輪革命，大大提高計算機運算速度。
上海交通大學物理系賈金鋒、錢冬研究組近日對外宣佈，由其領銜的科研團隊製備出一種由拓撲絕緣體材料和超導體材料複合而成的特殊人工薄膜，神秘莫測的馬約拉納費米子探測有望在年內實現。這項研究成果即將在《科學》雜誌發表，目前網站已先行發佈。
費米子和玻色子是基本粒子的兩大類。1937年，意大利物理學家埃托雷 馬約拉納預測自然界中可能存在一種特殊的費米子，它是自己的反粒子，人們將其稱為馬約拉納費米子。幾十年來，全世界的科學家展開了一場尋找馬約拉納費米子的競賽。
拓撲絕緣體/超導異質結構，被視為理想的固體物質之一，但這種“跨界”結構的製備又是一道難題。上海交大低維物理和界面工程實驗室的賈金鋒、錢冬、劉燦華、高春雷4位教授通過無數次實驗，在拓撲絕緣體與超導體之間插入一種超薄的過渡層，將拓撲絕緣體材料和超導材料複合成一種厚度只有頭髮絲萬分之一的人工薄膜，首次成功實現了超導體和拓撲絕緣體的“珠聯璧合”。這項研究成果為探測和操縱馬約拉納費米子提供了一個實驗平臺，也為實現拓撲量子計算找到了重要的突破口。
據介紹，如果人類找到了馬約拉納費米子，將使在固體中實現拓撲量子計算成為可能，這不僅能解決量子計算容錯性問題，還能帶來大得多的運算空間。（記者王春）
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