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分层二维资料的异质构造的造成，构想为乐高式积木锁在一同。
一个国内钻研小组发现，一种由分层二维（2D）资料组成的新型异质构造能够帮忙战胜普遍使用量子计算的次要障碍。这项钻研颁发在《天然资料》杂志上，由宾夕法尼亚州立纳米迷信核心（CNS）的一个团队进行，该核心是美国国度迷信基金会反对的19个资料钻研迷信和工程核心（MRSEC）之一。
普通计算机由数十亿个晶体管组成，被称为比特，并由二进制代码（“0”=封闭，“1”=关上）安排。量子比特，也被称为量子比特，是基于量子力学的，能够同时是“0”和“1”。这被称为叠加，能够使量子计算机比惯例的、经典的计算机更为弱小。但是，打造量子计算机有一个问题。
宾夕法尼亚州立大学物理学传授、该钻研的通信作者Jun Zhu说：“IBM、Google和其余公司正在试图制作和扩张基于超导量子比特的量子计算机。如何将经典环境的负面影响降到最低，由于经典环境会致使量子计算机的运转泛起过错，这是量子计算的一个症结问题。”
这个问题的解决计划可能在一种被称为拓扑量子比特的异构体中找到。
Zhu说：“基于拓扑超导体的量子比特无望遭到超导性的拓扑方面的维护，因此对环境的破坏性影响更为弱小。”
拓扑量子比特与数学中的拓扑学无关，即一个构造正在阅历物理变动，如被蜿蜒或拉伸，但仍放弃其原始方式的属性。这是一种实践类型的量子比特，尚未完成，但其根本思想是，某些资料的拓扑特性能够维护量子形态不受经典环境的搅扰。
理学钻研生和该钻研的第一作者Cequn Li说，目前有得多人关注
拓扑量子计算。
Li说：“量子计算是一个十分抢手的话题，人们正在斟酌如何建设一种计算中误差较小的量子计算机。拓扑量子计算机是一种吸惹人的形式。但拓扑量子计算的一个症结是为它开发适合的资料。”
该钻研的钻研人员经过开发一种称为异质构造的层状资料，在这个标的目的上迈出了一步。该钻研中的异质构造由一层拓扑绝缘体资料，铋锑碲化物或（Bi,Sb）2Te3，和一个超导资料层：镓组成。
Zhu说：“咱们开发了一种特殊的丈量技术来探测（Bi,Sb）2Te3薄膜外表的近间隔诱导超导性。近间隔诱导超导性是完成拓扑超导体的一个症结机制。咱们的任务标明，它的确产生在（Bi,Sb）2Te3薄膜的外表。这是朝着完成拓扑超导体迈出的第一步。”
但是，这样的拓扑绝缘体/超导体异质构造很难创立。由于不同的资料有不同的晶格构造。假如你把两种资料放在一同，它们可能会互相产生化学反映，最初会泛起凌乱的界面。
因此，钻研人员正在使用一种被称为束缚异质内涵的分解技术，该技术正在MRSEC进行探究。这波及在镓层和（Bi, Sb）2Te3层之间拔出曾经一层内涵石墨烯，它是一层一到两个原子厚的碳原子片。这使这些层可以连接和结合，就像把乐高积木扣在一同同样。
Li说：“石墨烯将这两种资料离开，并作为一个化学屏障。因此，它们之间没有反映，咱们终究失掉了一个十分好的界面。”
另外，钻研人员证实了这类技术在晶圆程度上是可扩展的，这将使它成为将来量子计算的一个有吸引力的选择。晶圆是一种圆形的半导体资料切片，作为微电子的基底。
这类异质构造拥有拓扑超导体的一切元素，但更首要的是，它是一种薄膜，并且多是可扩展的。因此，晶圆范围的薄膜在将来的运用上有很大的后劲，例如建设拓扑量子计算机。
这项钻研是CNS的IRG1-二维极地金属和异质构造团队的联结致力，由Jun Zhu和宾夕法尼亚州立大学资料迷信和工程传授Joshua Robinson领导。 |
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