研究透视：Science综述-拓扑超导体 | 马约拉纳零模
在过去的十年里，已经有相当多的努力，观察新型量子材料和器件中的非阿贝尔准粒子。这些努力的动机是为了证明费米子和玻色子之外的准粒子量子统计，并为创造拓扑保护的量子比特建立基础科学。
今日，美国 普林斯顿大学（Princeton University）Ali Yazdani，德国 柏林自由大学（Freie Universität Berlin）Felix von Oppen，哈佛大学（Harvard University）Bertrand I. Halperin，Amir Yacoby，在Science上发表综述文章，致力于创造拥有马约拉纳零模的拓扑超导相。
同时考虑了从现有实验工作中，吸取的经验教训，既推动了对现有平台的改进，也推动了对新方法的探索。尽管非阿贝尔准粒子的实验探测，仍然具有挑战性，但迄今为止，所获得的知识和未来的机会，为这一令人兴奋的量子物理领域的发现和进步，提供了巨大的潜力。
图1.研究基础理论。
图2.模型系统。
图3.马约拉纳零模Majorana zero modes，MZM搜索的实验平台。
图4.基于马约拉纳的拓扑量子比特。
图5.未来的方向。
马约拉纳准粒子Majorana quasiparticles的决定性发现，将使拓扑量子计算的潜力，更接近现实。在最初的提议中，通过实验观察马约拉纳的“配方recipe”看似简单。在其间的几年里，现实世界比模型预测的要复杂得多，马约拉纳仍然难以捉摸。该项综述，系统回顾对这一个非常复杂论题，不断增长的理解，并推测未来最有希望的方向。
实验上确定非阿贝尔任意子的存在是非常有价值的目标之一，这不仅是从基础物理学的角度来看，也是因其潜在应用。如果马约拉纳发现的声明，是基于实验测试，而这些实验测试大大超出了零偏压电导峰zero-bias peaks 等指标（小注：马约拉纳零能模的一个主要实验证据是隧穿电导谱中量子化的零偏压电导峰。），那么未来的进展，将会加速，而零偏压电导峰最多只能表明与马约拉纳解释的一致性。同样重要的是，这些发现建立，在对潜在物质系统的深刻理解之上。最有可能的是，现有平台的进一步材料改进和新材料平台的探索，都将是获得马约拉纳MZM可靠证据的重要途径。一旦实现了这一点，就有希望探索、并利用非阿贝尔任意子的迷人物理，如拓扑保护的基态流形和非阿贝尔统计。
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DOI: 10.1126/science.ade0850
本文译自Science。
