对于量子计算的未来来说，科学家们在科克大学（UCC）的宏观量子物质研究小组实验室取得了突破性的发现，他们使用了世界上最强大的量子显微镜之一。团队在一种新的、不寻常的超导体——二碲化铀（UTe2）中发现了一种空间调制的超导态，这有可能解决量子计算的一个最大挑战。
超导体的威力
超导体是指电流可以以零电阻的形式流动的材料，这意味着尽管承载着大电流，但它们不会消散任何能量。这是因为电流不是由单个电子在金属中移动，而是由电子对结合在一起形成宏观量子机械流体。
该论文的主要作者、科克大学量子物理学教授Séamus Davis的博士研究生乔·卡罗尔解释道：“我们团队发现的是一些电子对在这个背景流体中形成了一种新的晶体结构。这些类型的状态是我们的团队在2016年首次发现的，现在被称为电子对密度波。这些电子对密度波是一种新形式的超导体物质，我们仍在探索其性质。”
一种新型超导体
使得UTe2特别令人兴奋的是，它似乎是一种新型超导体。UTe2中的电子对似乎具有固有的角动量。如果这是真的，那么科克大学的团队就首次发现了由这些奇特的电子对组成的电子密度波。
卡罗尔进一步解释道：“对我们和整个科学界来说，特别令人兴奋的是，UTe2似乎是一种新型超导体。物理学家们已经寻找这样的材料近40年了。”
对量子计算的影响
量子计算依赖于量子位或量子比特来存储和操作信息。然而，这些量子位的量子状态很容易被破坏，限制了量子计算的应用。
然而，UTe2是一种特殊类型的超导体，它对量子计算可能产生巨大影响。它有潜力作为拓扑量子计算的基础，其中在计算过程中量子位的寿命没有限制。这可能会为更稳定、更有用的量子计算机开启许多新的途径。
卡罗尔解释道：“有迹象表明，UTe2是一种特殊类型的超导体，对量子计算可能产生巨大影响……在这种材料中，计算过程中量子位的寿命没有限制，这为更稳定、更有用的量子计算机开启了许多新的途径。”
科克大学团队的发现为UTe2提供了拼图的另一块。了解像UTe2这样材料的基本超导性质对于开发实用的量子计算机至关重要。卡罗尔总结道：“我们所发现的为UTe2的理解提供了另一块拼图。要利用这样的材料进行应用，我们必须了解它们的基本超导性质。现代科学步步为营。我们很高兴能为更接近更实用的量子计算机的理解做出贡献。”