首次发现！上海交大/香港科大联合，发表重磅Nature！

2024-09-03

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上海交通大学李政道研究所、物理与天文学院李耀义副教授团队，贾金锋院士团队与香港科技大学刘军伟副教授研究组等人联合提出了一种新的研究方法，通过制备SnTe/Pb异质结并利用扫描隧道显微镜技术，系统研究了磁通涡旋中零能峰的磁场响应。

他们巧妙地利用倾斜磁场破坏晶体对称性，观察到零能峰在不同磁场方向下的分布特征，证实了多重Majorana零能模在单个磁通中存在的证据。该研究开辟了利用晶体对称性调控多个Majorana零能模相互作用的新途径，有望促进新型拓扑量子比特的构筑。以上成果在Nature期刊上发表了题为“Signatures of hybridization of multiple Majorana zero modes in a vortex”的最新论文。

文中的研究揭示了在SnTe/Pb异质结中，通过精确控制磁场方向可以实现对多重Majorana零能模（MZM）之间的杂化和相互作用，这为拓扑量子计算和量子信息处理提供了新的思路。以往，MZM的空间分离限制了它们之间的相互作用，而本研究通过在单个磁通中存在多个MZM，利用磁场的各向异性响应来调控这些准粒子，克服了空间分离带来的挑战。

这一发现不仅证明了多重MZM的存在，还表明晶体对称性可以用来调控MZM的相互作用，为未来的拓扑量子比特构筑开辟了新的途径。通过这一方法，研究者能够在相对较小的尺度内实现对MZM的操控，这对发展高效稳定的拓扑量子计算平台具有重要意义。

此外，这项研究拓展了MZM的应用范围，使其成为研究拓扑超导态和开发新型量子器件的有力工具，为固体物理中准粒子涌现出的新量子特性提供了重要的实验证据。

参考文献：

Liu, T., Wan, C.Y., Yang, H. et al. Signatures of hybridization of multiple Majorana zero modes in a vortex. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07857-4

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