科學家可能已經找到了量子計算的聖杯

雅各布·林德教授說：“三重超導體是許多從事固態物理領域工作的物理學家的願望清單中的前列。”

Linder 是挪威科技大學 (NTNU) 物理系的物理學家，他在 QuSpin 工作，該研究中心匯集了該大學的一些頂尖研究人員。

「三元超導材料是量子技術中的一種『聖杯’，更具體地說是量子計算中的一種，」林德解釋。

世界各地的研究人員正在尋求證實此類材料的存在。現在林德和他的團隊認為他們可能越來越接近了。

「我們認為我們可能觀察到了三線態超導體，」林德教授說。

如果得到證實，該結果將代表量子科學向前邁出了一大步。

自旋量子技術的穩定性

Linder 的研究重點是量子材料及其在自旋電子學和先進量子裝置中的潛在用途。自旋電子學依靠自旋（電子的基本屬性）以不同於當今傳統電子學的方式來攜帶和處理資訊。

自旋也可以在量子技術中發揮重要作用，特別是與超導體結合時。然而，最大的障礙之一是不穩定。

「當今量子技術的主要挑戰之一是找到一種以足夠的精度執行電腦操作的方法，」林德解釋道。

三重超導體可以幫助解決這個問題。

Linder 與義大利的實驗合作者合作，共同撰寫了一項研究，於 2015 年發表 實體評論信。該論文被選為期刊編輯的推薦之一。

「三元超導體使許多不尋常的物理現象成為可能，」林德說。 “這些現像在量子技術和自旋電子學中具有重要的應用。”

傳統超導體與三層超導體

傳統的超導體允許電流在沒有可測量電阻的情況下流動。實際上，這意味著電流可以移動而不會以熱量的形式損失能量。儘管傳統超導體非常有用，但也有其局限性。

傳統的超導體稱為「單一超導體」。簡單來說，這意味著超導粒子不具有自旋。

第三超導體有所不同，因為它們的超導分子表現出自旋。

那麼為什麼這很重要呢？

「事實上，三重超導體具有重要的意義。我們現在不僅可以傳輸電流，還可以以絕對零電阻傳輸自旋電流，」林德解釋。

這種能力使得利用旋轉來傳遞訊息而不會造成任何能量損失成為可能。相比之下，速度非常快的電腦幾乎不需要電力即可運作。

NbRe 合金顯示出有希望的跡象

「在我們發表的文章中，我們證明 NbRe 表現出與三重超導一致的特性，」林德說。

NbRe 是鈮和錸這兩種稀有金屬的合金。

「一勞永逸地斷定該材料是否是三重超導還為時過早。除此之外，結果必須得到其他實驗組的驗證。三重超導性的進一步測試也是必要的，」林德解釋道。

然而，結果令人鼓舞。

「我們的實驗研究表明，這種材料的行為與我們對傳統超導體的預期非常不同，」林德補充道。

7 開爾文超導

「這種材料的另一個優點是它可以在相對較高的溫度下實現超導，」林德說，儘管在這個領域被認為是高溫的溫度可能看起來令人驚訝。

這裡的「高溫」是指 7 開爾文 (K)，剛好高於絕對零度 -273.15 攝氏度。在超導領域，這是相對溫暖的。其他潛在的三重超導體需要接近 1K 的溫度，這使得 7K 更加實用和可實現。

總而言之，挪威科技大學的研究結果表明，期待已久的三層超導體可能終於觸手可及。