科学家或发现量子计算“圣杯”！

今年2月，有研究人员表示，他们找到了一种罕见三重态超导体的迹象——这种材料能同时零能量损耗地传输电信号与自旋信号，这一突破有望为几乎不耗电的超快量子计算机铺平道路。

不少科学家认为，这类三重态超导体有望催生出人类有史以来能效最高的技术。挪威科技大学（NTNU）物理系、量子自旋研究中心（QuSpin）的雅各布·林德教授表示：“在凝聚态物理领域，很多物理学家都把三重态超导体视作梦寐以求的研究目标。”而在量子计算领域，三重态超导材料更堪称“圣杯”。

全球研究者都在迫切证实这类材料是否真实存在，如今林德及其团队认为，他们已经离这个目标很近了：“我们认为已经观测到三重态超导体的相关迹象。”如果这一发现得到验证，将是量子科学领域迈出的重大一步。

借助自旋稳定量子技术

林德的研究聚焦于量子材料，以及它们在自旋电子学与先进量子器件中的应用潜力。自旋电子学依托电子的基本属性——自旋，用区别于传统电子学的方式传递、处理信息，而自旋在量子技术中同样扮演着关键角色，当它与超导体结合时，能释放出巨大潜力，但长期以来，不稳定性却是最大的瓶颈之一。

“当今量子技术面临的核心难题之一，就是如何让计算机运算达到足够高的精度。”林德解释道，而三重态超导体有望解决这一难题。

林德表示，三重态超导体能够催生多种奇特的物理现象，这些现象在量子技术与自旋电子学领域都具备重要应用价值。

传统超导体 vs 三重态超导体

传统超导体可以让电流在无显著电阻的状态下流动，简单来说就是电流传输时不会以热量形式损耗能量，实用性很强，但也存在局限：传统超导体属于单重态超导体，其超导粒子并不携带自旋。

三重态超导体则截然不同，它的超导粒子带有自旋。这一点的关键意义在于：“三重态超导体自带自旋属性，带来一个重大优势——我们不仅可以零电阻传输电流，还能零电阻传输自旋流。”林德解释，这意味着可以利用自旋传递信息，全程无能量损耗，依托这项特性，未来的超高速计算机几乎无需消耗电能。

铌铼合金展现喜人迹象

“在我们发表的论文中证实，铌铼合金（NbRe）展现出符合三重态超导的特性。”林德介绍道，NbRe即铌-铼合金，铌和铼均为稀有金属。

不过他也强调，目前还不能一锤定音确认该材料就是三重态超导体：一方面，结论还需要其他实验团队复现验证；另一方面，还需要开展更多三重态超导专项测试。即便如此，本次实验结果依然令人振奋，“我们的实验表明，该材料的行为特性，与常规单重态超导体的预期表现完全不同。”

在7开尔文下实现超导

“这种材料还有一大优势：它实现超导的临界温度相对更高。”林德说道，当然，超导领域所说的“高温”听上去有些反直觉——这里的高温指7开尔文（K），仅略高于绝对零度（-273.15℃），但在超导研究领域，这已经属于相对较高的温度。

要知道，其他候选三重态超导体往往需要接近1K的极低温环境，相比之下，7K的条件更容易实现，也更具备实用价值。综合各国的各项研究结果来看，人们长期追寻的三重态超导体，或许终于触手可及。