为了为了完全实现这一目标，我们必须在此过程中做出一些巨大的科学飞跃——包括找到一种它的作用与当今计算中的硅相同。 一组研究人员认为搜索现在可能已经结束。
介绍化合物二碲化铀 (UTe2），一项新的研究表明它可以用来构建逻辑电路量子位– 那些可以同时处于两种状态的超强大量子比特。
量子物理学家目前面临的主要问题之一是保持这些量子位的运行和稳定足够长的时间，以便用它们进行一些实际的计算。 这是一个棘手的问题量子退相干。
是什么让 UTe2超导体的突出之处在于其对磁场的强大抵抗力，即对可能渗入量子计算的错误的抵抗力。
“这可能是量子信息时代的硅，”物理学家尼克·布奇说，来自美国国家标准与技术研究院 (NIST)。 “你可以使用二碲化铀来构建高效的量子位”。
Butch 和他的同事偶然发现了 UTe 的量子友好特性2同时研究各种铀基磁体。 最初的想法是UTe2可能在低温下变得有磁性——虽然这没有发生，但这种化合物确实变成了超导体。
从技术上讲，二碲化铀是自旋三重态，而不是像大多数其他超导体那样是自旋单重态。 这意味着其库珀对– 电子在低温下结合在一起 – 可以以不同的方向排列。
物理学很快就会变得非常复杂，但重要的一点是，这些特性意味着库珀对可以平行排列而不是相反排列，这反过来表明UTe2应保留其面对外部干扰（对量子相干性的威胁）。
“异想天开的插图”强调了自旋三重态超导体的优点。 （N.哈纳切克/NIST）
“这些平行自旋对可以帮助计算机保持功能，”布奇说。 “它不会因为量子涨落而自发崩溃。”
量子计算之所以令人头晕目眩的原因之一是，有几种可能的方法，而科学家们还不确定哪一种最有效（或根本不确定）。
使用UTe2这样就可以将拓扑量子计算方法，到目前为止，这种方法还没有像其他选项那样被探索得那么多：本质上，它的目标是以一种类型的方式对量子位进行编码这可能实际上并不存在。
大部分拓扑量子计算仍然是假设的，但它的一大优势——如果它确实有效的话——是它不需要相同水平的量子纠错来保持相干和稳定。
这可以为我们提供逻辑量子位，无需大量其他量子位即可进行纠错。 拓扑量子计算有其自身的挑战，我们距离通用量子计算机还有很长的路要走，但它是朝着正确方向迈出的一步——就像许多其他计算机一样令人兴奋的进步我们正在看到。
该团队认为二碲化铀还有一些秘密需要放弃，无论是在量子计算还是在一般超导体方面。
“进一步探索它可能会让我们深入了解是什么稳定了这些平行自旋超导体，”布奇说。
“超导研究的一个主要目标是能够充分理解超导性，以便我们知道在哪里寻找未被发现的超导材料。”
“目前我们还做不到这一点。那么它们是必不可少的吗？我们希望这些材料能告诉我们更多信息。”
该研究发表于科学。
