量子计算机遵循量子力学规律，因其处理复杂问题时相比传统计算机有着巨大的优越性而被公众所熟知。目前，世界上许多国家的政府和科技巨头企业均投入了巨大精力发展量子计算。量子计算的主要挑战在于量子态很容易受环境的干扰，产生退相干现象，使得计算过程中会不断地产生错误，影响计算结果的准确性。而由马约拉纳零能模组成的非局域拓扑量子比特，可以从原理上解决量子退相干问题，引起了研究人员的广泛关注。

在早期观测马约拉纳准粒子载体材料中，比较有代表性的材料体系包括常规超导体近邻下的半导体纳米线、常规超导体表面的磁性原子链，以及超导体—拓扑绝缘体界面等。这些材料往往存在制备困难、对极低温的要求较苛刻等问题。

2018年，高鸿钧研究团队与丁洪研究团队合作，利用其自主设计组装的国际顶尖水平的极低温强磁场扫描隧道显微镜/谱联合系统，精确测量了铁基超导体铁碲硒单晶样品的超导涡旋，首次在铁基超导体中观测到马约拉纳零能模。

高鸿钧说：“与之前的材料体系相比，铁基超导体具有材料简单和观测温度高等优势，并且可以观测到纯净的马约拉纳零能模。”

随后几年里，研究团队对铁基超导体中的马约拉纳零能模做了一系列进一步研究，澄清了马约拉纳零能模的拓扑本质；观测到了马约拉纳零能模的近量子化电导平台特征，给出了铁基超导体中存在马约拉纳零能模的关键性实验证据；在铁磷基超导体上观测到了马约拉纳零能模，极大地扩展了马约拉纳零能模载体平台。

然而，这些铁基超导材料体系还是存在着材料组分不均一、磁通涡旋阵列无序且不可控以及马约拉纳零能模占比低等问题，阻碍了其进一步的研究和应用。如何突破当前研究瓶颈，获得大面积、高度有序且可调控的马约拉纳零能模阵列，向拓扑量子计算更进一步，是当前铁基超导马约拉纳领域亟待解决的问题之一。

意 义

为实现马约拉纳零能模的编织以及拓扑量子计算奠定了坚实基础

此次高鸿钧研究团队对铁基超导体锂铁砷进行了细致而深入的研究。利用多年积累的强大的扫描隧道显微镜研究平台和丰富的研究经验，团队在实验中发现，应力可以诱导出大面积、高度有序和可调控的马约拉纳零能模阵列。

高鸿钧说：“我们这项研究重要意义在于首次实现了大面积、高度有序和可调控的马约拉纳零能模阵列，并观测到了调控引起的马约拉纳零能模相互作用，为下一步实现马约拉纳零能模的编织以及拓扑量子计算奠定了坚实的基础。”

谈及下一步的研究计划，高鸿钧表示，希望能进一步实现马约拉纳零能模的编织，“如果能实现的话，这应该是一个世界级的突破。但即使编织实现，离真正实现拓扑量子计算机还有很远的路要走。”