📝 摘要 (Summary)
本集「科技前緣」探討凝聚態物理學的三大前沿突破,這些發現正推動量子計算和非常規超導電性的發展。
量子計算革命:微軟(Microsoft)發布全球首款拓撲量子位元處理器「Majorana 1 晶片」,利用新型拓撲超導體誘發 Majorana 粒子,旨在實現高穩定性與百萬級量子位元的可擴展性。
非常規超導證據 (一):鉑鉍化合物 (PtBi₂) 表面發現了具有節點的非常規 $i$-波配對超導現象,其邊緣可望捕獲容錯量子位元的關鍵——Majorana 粒子。
非常規超導證據 (二):麻省理工學院(MIT)的物理學家觀測到魔角扭曲三層石墨烯 (MATTG) 的超導能隙呈現獨特的 V 形輪廓,明確指向強電子相互作用導致的非傳統超導機制。
📌 重點速覽 (Key Takeaways)
💻 Majorana 1 晶片:微軟的拓撲量子位元處理器,透過內建錯誤抵抗機制,解決傳統量子位元的穩定性問題,目標是實現可擴展的容錯量子計算。
🌟 PtBi₂ 超導:這種拓撲半金屬在表面展現非常規 $i$-波對稱性超導($l=6$),其獨特的能隙結構是捕獲 Majorana 粒子和開發容錯量子位元的基礎。
🧊 魔角石墨烯:在 MATTG 中觀察到超導能隙的 V 形輪廓,這一關鍵證據證實了其超導電性源於強電子相互作用,而非傳統的 BCS 機制。
理論進展: Type-II Weyl 半金屬中揭示了 s-波和 p-波的混合配對(Hybrid pairing),形成第二階拓撲超導體,有助於理解複雜的拓撲物態。
📚 參考與延伸資訊 (Citations & Links)
相關連結 (Links)
Majorana 1 晶片:Microsoft’s Majorana 1 Chip Carves New Path for Quantum Computing (Microsoft Source, 2025/2/19)
PtBi₂ $i$-波超導:Topological nodal i-wave superconductivity in PtBi2 (Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-025-09712-6)
MATTG 非常規超導:MIT physicists observe key evidence of unconventional superconductivity in magic-angle graphene (Science, 2025; DOI: 10.1126/science.adv8376)
第二階拓撲超導:Higher-order topological superconductivity in type-II time-reversal-symmetric Weyl semimetals with a hybrid pairing (arXiv:2511.08973)
資料來源 (References)
Majorana 1 晶片:
Microsoft Source: Microsoft’s Majorana 1 Chip Carves New Path for Quantum Computing. (Catherine Bolgar, 2025/2/19)
Modern Sciences: Microsoft just claimed a quantum breakthrough… (Stephen Rachel, 2025/2/27)
PtBi₂ $i$-波超導:
Nature: Topological nodal $i$-wave superconductivity in PtBi₂. (Susmita Changdar et al., Published: 2025/11/19)
The GIST / Science X: Surface-only superconductor is the strangest of its kind. (Dresden University of Technology, 2025/11/19)
魔角石墨烯 (MATTG):
Science: Experimental evidence for nodal superconducting gap in moiré graphene. (Pablo Jarillo-Herrero et al., 2025)
MIT News: MIT physicists observe key evidence of unconventional superconductivity… (Jennifer Chu, 2025/11/6)
理論進展:
arXiv: Higher-order topological superconductivity in type-II time-reversal-symmetric Weyl semimetals… (Junkang Huang, Z. D. Wang, Tao Zhou)
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