光子盒研究院出品 微软宣布三年前并未发现马约拉纳粒子2018年3月，荷兰物理学家、微软员工Leo Kouwenhoven发表了一篇论文，证明他观察到了一种难以捉摸的粒子——马约拉纳费米子。微软希望利用马约拉纳粒子建立一个量子计算机，通过利用古怪的物理原理，获得前所未有的力量。三年后，微软2018年的计划失败了。在2021年1月底，Kouwenhoven和他的21位合著者发表了一篇新的论文，其中包含了更多的实验数据。结论是他们终究没有找到珍贵的粒子。作者的一份附加说明表示，这篇发表在《自然》杂志上的原始论文将以“技术错误”为由被收回。详情：https://mp.weixin.qq.com/s/NnAF8sQePq3gmknX9cK7tA 韩国研究人员在磁性材料中发现独特的马约拉纳粒子根据最新理论，被称为“马约拉纳费米子”的独特粒子可以保护其量子态免受外部干扰，因此可以用来构建稳定的量子计算机，前提是这些粒子可以在固体材料中实现。因此，物理学家一直在寻找与“ Kitaev蜂窝”（在磁场中诞生马约拉纳费米子的固态模型）相似的材料。现在由韩国中央大学的Kwang Yong Choi教授领导，揭示了α-RuCl3中存在马约拉纳费米子，α-RuCl3是一种类似石墨烯的量子磁性材料，与磁场中的Kitaev蜂窝极为相似。Choi教授说：“如果我们能在固体材料中实现完美的马约拉纳费米子，稳定的量子计算机就不远了！”α-RuCl3的性质在低磁场下，它表现出“自旋”的锯齿状排列，这是一种影响原子和分子中电子排列的基本量子性质。而在强磁场中，它表现出“自旋极化状态”，所有自旋都沿磁场方向。然而，对于中间场，出现了一个有趣的阶段。Choi教授解释说：“基于实验和理论上的考虑，中间场相位存在两种相反的观点，一种是传统的多粒子磁激发，另一种是马约拉纳费米子激发。我们的目的是描述在中高场阶段出现的激发。”这些发现证实了α-RuCl3中的中间场相是由马约拉纳费米子激发引起，证实了它是一种Kitaev蜂窝材料。Choi教授对他们的发现的意义感到兴奋，他总结道，“通过应变工程对束缚的马约拉纳粒子进行去精细化，我们接近实现理想的马约拉纳费米子。我们现在将尝试通过界面工程来微调磁参数和稳定脆弱的马约拉纳费米子。此外，我们将测试他们的统计数据，作为构建量子比特的第一步！” 详情：https://www.prnewswire.com/news-releases/making-quantum-computers-a-reality-unique-majorana-particles-found-in-a-magnetic-material-shows-cau-301228461.htmlD-Wave和Google合作，在异质磁性量子模拟中实现计算优势D-Wave 公司与Google科学家合作发布了一项里程碑式的研究，展示了量子计算性能优势。随着模拟规模和问题难度的增加，量子计算性能优势已超过相应经典方法的300万倍。这项工作模拟了2016年诺贝尔物理学奖背后的拓扑现象，这种性能优势在针对材料的量子模拟中表现出来，是量子计算应用优势之旅中极具意义的一步。D-Wave和Google科学家的工作还表明，在需要数千个量子比特的问题规模上，量子效应可以用来在D-Wave处理器中提供计算优势。最近在多个D-Wave处理器上进行的实验是迄今为止在量子计算机上进行的最大规模量子模拟。此次研究论文题为《几何受挫磁体量子模拟中路径积分蒙特卡罗的标度优势》（Scaling advantage over path-integral Monte Carlo in quantum simulation of geometrically frustrated magnets），该论文发表在《自然通讯》杂志上(DOI 10.1038/s41467-021-20901-5，2021年2月18日)。D-Wave研究人员对D-Wave 2000Q系统进行编程，利用人工自旋建立二维受挫量子磁体模型的系统。这项新研究是D-Wave团队在2018年《自然》杂志上发表的一篇题为《1800量子比特可编程晶格中拓扑现象的观察》（Observation of topological phenomena in a programmable lattice of 1,800 qubits）的论文中先前突破性工作的延续。