国内科研团队取得拓扑超导重要突破!找到无需外加磁场的拓扑超导全新理想平台!
很多朋友听说过量子计算机,想要做出抗干扰能力强的量子比特,拓扑超导就是非常关键的研究方向。长期以来,全球主流拓扑超导实验方案,大多离不开外加强磁场。通俗打个比方:就像烧水,必须外接一台大型加热设备维持条件,磁场参数一旦波动,好不容易构建出来的拓扑超导状态就容易被破坏,稳定性很难保障,这也是国际科研领域长期面临的一大难题。
本次研究由中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心联合香港科技大学科研团队完成,国际上首次在奇宇称磁体的能带体系中揭示隐藏塞曼场,相关论文已于2026年9月23日在顶刊《物理评论快报》在线发表,中科院强磁场科学中心中文新闻稿发布时间为2026年9月29日。简单说,这类材料内部自带“内置磁场”也就是隐藏塞曼场,不再需要外部施加磁场来提供塞曼劈裂条件。
这项成果最突出的领先优势:依靠材料本身的内禀机制,可以实现高达数百meV量级的塞曼劈裂,这个数值远高于常规实验室外加磁场能够达到的水平。过去主流方案依靠外磁场还存在一个棘手矛盾——外加磁场本身很容易抑制超导态,而这套新体系依托材料自带的隐藏塞曼场,能够让磁场效应和超导共存,理论上有望承载马约拉纳边界模,也就是拓扑量子比特所需要的马约拉纳准粒子。
通俗再打个比方:之前主流的实验方案,好比推着小车前进,需要持续外力维持状态,外力一变,小车就不稳;这次新发现的奇宇称磁体体系,相当于小车自带稳定轨道,不需要持续外部拉力,依靠自身属性就满足拓扑超导的核心条件。这里补充说明:学界此前已经提出过其他无外场拓扑超导思路,本成果是开辟了一条依托隐藏塞曼场实现该目标的全新路径。
放眼全球对比来看,当前绝大多数主流拓扑超导实验方案,要么需要外加强磁场,要么需要多层材料精密拼接制备,实验调控门槛高,稳定性短板明显。本次团队提出的这套平台,依托材料本征的隐藏塞曼场构建无外场拓扑超导框架,属于该方向全新的理论研究思路,为整个领域提供了新的探索方向。
现阶段这项成果属于前沿基础物理研究,核心价值是为拓扑量子计算打下理论研究基础。拓扑量子比特最大的特点就是抗干扰能力强,计算出错概率更低。如果后续实验进一步验证这套平台,未来有望成为容错量子计算核心单元非常重要的备选路线。目前成果还处在理论平台提出阶段,仍然需要后续大量实验开展验证与材料优化工作。
