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第四百九十一章突如其來的靈感

更新時間:2024-07-13  作者:少一尾的九尾貓
大國院士 第四百九十一章突如其來的靈感
模擬實驗的結果,給了徐川一針強心劑。

也讓他再次堅定了繼續在數學上學習研究下去決心。

說起來,他這輩子在材料領域并未有多少深入研究,截止到現在,在材料領域所有的研究和學識能力幾乎都來源于上輩子。

但很明顯,和上輩子相比,他這一世在材料學上突破,已經遠遠的超出了。

高溫超導材料的機理、計算材料學模型的探索、銅碳銀復合超導材料的優化、強關聯電子體系統一框架等等突破,都是上輩子從未踏入過的領域。

而這所有的基礎,都離不開這輩子打好的數學基礎。

不得不說,在大學及普林斯頓留學的那幾年,他在數學領域上的一次又一次突破,極大的帶動了他在物理和材料這兩大領域上的發展。

至于天文學,那只能說是算是額外的一些收獲。

雖然在天文學界和天文物理看起來很重要,但對目前的他來說,成果與突破反而不是那么的在意。

畢竟計算遙遠天體參數的方法,在如今這個時代看,在他看來,恐怕還需要幾十年甚至是上百年才能利用上。

至少在人類走出太陽系前,可以說是沒什么用處的。

當然,等到未來的星際大航海時代開啟,它將為人類文明帶來寶貴的宜居星球。

仔細的將打印出來的模擬數據看了一遍后,徐川又重新翻閱了起來。

粗略的一遍并不足以讓他完全了解整個模擬實驗。

驀的,就在這時,他盯著資料上的一行數據愣住了。

看著模擬實驗的數據,徐川愣神中直接陷入了思索,等待了一會,他沒管在一旁等待的大師兄樊鵬越,徑直的朝著自己的辦公室走去。

一直站在他身后的樊鵬越,還以為這位小師弟有什么事情要交代,就邁開腳步跟了上來。

但很快,他就發現事情好像和自己想象中不一樣。

因為捏著打印紙的徐川,壓根就沒在意他,而且在進入辦公室后順手‘砰’的一聲就將門給帶上了,直接將他關在了門外。

剛準備跟進去的他差一點就跟著直接撞上去了。

看著緊閉的大門,樊師兄一臉的懵逼。

QAQ,啥情況?

站在門前愣了一下,他似乎想起了什么,摸了摸鼻子,聳了聳肩轉身離開了。

大概,是這位小師弟有了什么新的靈感?

這種情況他雖然沒遇到過,但對于這位同門小師弟的妖孽,他也知道的。

等他回過神來就好了。

至于現在,先去安排其他的工作就行。

辦公室中,徐川已經忘了自己手上還有其他的事情,也沒注意跟在自己身后的大師兄。

隨手帶上門后,他就坐到了自己的辦公桌前。

從抽屜中取出必備的A4紙和圓珠筆,翻開了模擬實驗的結果。

寫下兩個公式后,徐川又盯著這份剛打印出來沒多久的資料陷入了沉思中。

在剛剛對這份資料進行驗證的時候,他似乎察覺到了一些隱隱約約的東西,感覺很重要,但這會兒腦海中卻是一片混沌,什么都理不清。

老實說,他已經很久沒有這種感覺了。

盡管想不起來之前到底發現了什么,但他可以確定,那很重要!

盯著稿紙思忖了一會,依舊沒有找到自己想要的東西后,徐川搖了搖頭,將腦海中一片混沌的思緒清理出去,讓注意力重新集中到強關聯電子體系中,開始重新一點一點的整理自己的思路。

強關聯體系是凝聚態物理的核心,而凝聚態主要研究對象是由大量粒子組成的體系,主要研究內容包括對物態做分類、探索新奇物相、理解相變規律等。

在很長一段時間內,基于“對稱性”和“序參量”的朗道相變理論被認為是凝聚態物質分類的“終極理論”,直到拓撲量子物態被實驗發現。

最著名的例子是大概就是量子霍爾效應的實驗發現了。

1980年克勞斯·馮·克利辛等人發現,在極低溫、強磁場下,SiSiO2界面反型層中二維電子氣會展示出量子化的霍爾電阻平臺,并且會伴隨零縱向電阻的出現。

這種現象引出了超越朗道范式的拓撲量子相變理論,如今已經成為了凝聚態物理的研究焦點與前沿.

一點一點的,徐川從最初的凝聚態物理開始回憶思索,當量子霍爾效應進入他的腦海時,他的眼神也的跟著逐漸明亮了起來。

他似乎找到了自己之前的靈感來源于哪里了。

思索著,他加快了一些推理的速度。

“.從整數量子霍爾效應從實驗發現至今,已發現相當多的拓撲量子材料和新奇的量子效應。“

“比如磁性拓撲材料中手性無耗散邊緣態可實現低能耗電子器件,以及拓撲超導體系中則存在馬約拉納零能模等等。“

“后者與拓撲量子計算密切相關,它們是拓撲量子物態兩個重要的發展方向,等等,拓撲量子物態.我找到了!“

辦公桌前,徐川激奮雙手攥拳用力的揮舞了一下。

他重新找回了自己的那絲靈感,找到了在那份數據中發現的東西!

拓撲超導體系!

一個區別于常規超導材料的領域,應用于拓撲量子計算方向的材料!

在拓撲超導體材料中,有一個非常重要的東西叫做‘馬約拉納零能模’。

它具有非阿貝爾任意子的特征,可以用于實現拓撲量子計算。

即實現常規意義上的量子計算機計算!

2001年的時候,米國的理論物理學家基塔耶夫提出一個一維拓撲超導的模型,在其端點可以實現馬約拉納零能模。

而這個模型可以利用具有強自旋軌道耦合的半導體納米線,可以在外加磁場下實現與s波超導耦合,進而出構造高質量的拓撲量子比特器件。

簡單的來說,這東西可以構成量子晶體管的基礎,而量子晶體管是量子芯片的核心。

當然,再怎么樣核心的東西,都離不開最為基礎的材料。

傳統統芯片是以硅為原材料的半導體;

而量子芯片原材料則更為豐富,可以是超導體、半導體、絕緣體或者金屬都可以。但不管如何,它都離不開核心的量子比特效應。

如何讓量子比特不受干擾的完成自己的使命,是當前量子器件的核心難題。

而拓撲量子材料在這方面理論上來說有著優異的性能。

比如內稟拓撲超導體,其本身具有拓撲非平庸的帶隙結構。

而通過調控外磁場,可以實現有序的、密度和幾何形狀可調的渦旋結構,這為操縱和編織‘馬約拉納零模態’提供了一個理想的材料平臺。

而理論上來說,四個馬約拉納零能模就可編織成一個拓撲量子比特,這種準粒子的編織操作是實現容錯拓撲量子計算的重要途徑。

因為它直接避開了傳統量子超導—半導體界面這一復雜問題。

事實上,這么優秀的材料,自然引起了科學界的重視。

但它的缺點也不小。

如果構建這種合適的拓撲量子材料,就是最大的問題。

比如所需特征離費米能級太遠,分布的能量范圍太大等等。

但對于徐川來說,他在模擬數據上找到了一條理論上應該可行的道路。

想著,徐川快速的拾起了桌上的圓珠筆,在A4稿紙上揮寫了起來。

盡管這份突如起來的靈感早已經偏離了他原本的研究。

但如果一切順利的話,他或許能為解決這個麻煩提供完整的理論支持,為量子計算機的到來推上那么一把助力!

大國院士 第四百九十一章突如其來的靈感

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