研究透視：Science綜述-拓撲超導體 | 馬約拉納零模
在過去的十年裡，已經有相當多的努力，觀察新型量子材料和器件中的非阿貝爾準粒子。這些努力的動機是為了證明費米子和玻色子之外的準粒子量子統計，并為創造拓撲保護的量子比特建立基礎科學。
今日，美國 普林斯頓大學（Princeton University）Ali Yazdani，德國 柏林自由大學（Freie Universität Berlin）Felix von Oppen，哈佛大學（Harvard University）Bertrand I. Halperin，Amir Yacoby，在Science上發表綜述文章，緻力于創造擁有馬約拉納零模的拓撲超導相。
同時考慮了從現有實驗工作中，吸取的經驗教訓，既推動了對現有平台的改進，也推動了對新方法的探索。盡管非阿貝爾準粒子的實驗探測，仍然具有挑戰性，但迄今為止，所獲得的知識和未來的機會，為這一令人興奮的量子實體領域的發現和進步，提供了巨大的潛力。
圖1.研究基礎理論。
圖2.模型系統。
圖3.馬約拉納零模Majorana zero modes，MZM搜尋的實驗平台。
圖4.基于馬約拉納的拓撲量子比特。
圖5.未來的方向。
馬約拉納準粒子Majorana quasiparticles的決定性發現，将使拓撲量子計算的潛力，更接近現實。在最初的提議中，通過實驗觀察馬約拉納的“配方recipe”看似簡單。在其間的幾年裡，現實世界比模型預測的要複雜得多，馬約拉納仍然難以捉摸。該項綜述，系統回顧對這一個非常複雜論題，不斷增長的了解，并推測未來最有希望的方向。
實驗上确定非阿貝爾任意子的存在是非常有價值的目标之一，這不僅是從基礎實體學的角度來看，也是因其潛在應用。如果馬約拉納發現的聲明，是基于實驗測試，而這些實驗測試大大超出了零偏壓電導峰zero-bias peaks 等名額（小注：馬約拉納零能模的一個主要實驗證據是隧穿電導譜中量子化的零偏壓電導峰。），那麼未來的進展，将會加速，而零偏壓電導峰最多隻能表明與馬約拉納解釋的一緻性。同樣重要的是，這些發現建立，在對潛在物質系統的深刻了解之上。最有可能的是，現有平台的進一步材料改進和新材料平台的探索，都将是獲得馬約拉納MZM可靠證據的重要途徑。一旦實作了這一點，就有希望探索、并利用非阿貝爾任意子的迷人實體，如拓撲保護的基态流形和非阿貝爾統計。
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DOI: 10.1126/science.ade0850
本文譯自Science。
