大国院士 第四百九十一章：突如其来的灵感

    模拟实验的结果，给了徐川一针强心剂。

    也让他再次坚定了继续在数学上学习研究下去决心。

    说起来，他这辈子在材料领域并未有多少深入研究，截止到现在，在材料领域所有的研究和学识能力几乎都来源于上辈子。

    但很明显，和上辈子相比，他这一世在材料学上突破，已经远远的超出了。

    高温超导材料的机理、计算材料学模型的探索、铜碳银复合超导材料的优化、强关联电子体系统一框架等等突破，都是上辈子从未踏入过的领域。

    而这所有的基础，都离不开这辈子打好的数学基础。

    不得不说，在大学及普林斯顿留学的那几年，他在数学领域上的一次又一次突破，极大的带动了他在物理和材料这两大领域上的发展。

    至于天文学，那只能说是算是额外的一些收获。

    虽然在天文学界和天文物理看起来很重要，但对目前的他来说，成果与突破反而不是那么的在意。

    毕竟计算遥远天体参数的方法，在如今这个时代看，在他看来，恐怕还需要几十年甚至是上百年才能利用上。

    至少在人类走出太阳系前，可以说是没什么用处的。

    当然，等到未来的星际大航海时代开启，它将为人类文明带来宝贵的宜居星球。

    仔细的将打印出来的模拟数据看了一遍后，徐川又重新翻阅了起来。

    粗略的一遍并不足以让他完全了解整个模拟实验。

    蓦的，就在这时，他盯着资料上的一行数据愣住了。

    看着模拟实验的数据，徐川愣神中直接陷入了思索，等待了一会，他没管在一旁等待的大师兄樊鹏越，径直的朝着自己的办公室走去。

    一直站在他身后的樊鹏越，还以为这位小师弟有什么事情要交代，就迈开脚步跟了上来。

    但很快，他就发现事情好像和自己想象中不一样。

    因为捏着打印纸的徐川，压根就没在意他，而且在进入办公室后顺手‘砰’的一声就将门给带上了，直接将他关在了门外。

    刚准备跟进去的他差一点就跟着直接撞上去了。

    看着紧闭的大门，樊师兄一脸的懵逼。

    QAQ，啥情况？

    站在门前愣了一下，他似乎想起了什么，摸了摸鼻子，耸了耸肩转身离开了。

    大概，是这位小师弟有了什么新的灵感？

    这种情况他虽然没遇到过，但对于这位同门小师弟的妖孽，他也知道的。

    等他回过神来就好了。

    至于现在，先去安排其他的工作就行。

    办公室中，徐川已经忘了自己手上还有其他的事情，也没注意跟在自己身后的大师兄。

    随手带上门后，他就坐到了自己的办公桌前。

    从抽屉中取出必备的A4纸和圆珠笔，翻开了模拟实验的结果。

    【H±W (p)= v±[(px py)τx 2pxpyτy]± VzPzτz。】

    【Ωαβj(k)= Trh Pj (k)αPj (k)βPj (k)i(αβ)，】

    写下两个公式后，徐川又盯着这份刚打印出来没多久的资料陷入了沉思中。

    在刚刚对这份资料进行验证的时候，他似乎察觉到了一些隐隐约约的东西，感觉很重要，但这会儿脑海中却是一片混沌，什么都理不清。

    老实说，他已经很久没有这种感觉了。

    尽管想不起来之前到底发现了什么，但他可以确定，那很重要！

    盯着稿纸思忖了一会，依旧没有找到自己想要的东西后，徐川摇了摇头，将脑海中一片混沌的思绪清理出去，让注意力重新集中到强关联电子体系中，开始重新一点一点的整理自己的思路。

    强关联体系是凝聚态物理的核心，而凝聚态主要研究对象是由大量粒子组成的体系，主要研究内容包括对物态做分类、探索新奇物相、理解相变规律等。

    在很长一段时间内，基于“对称性”和“序参量”的朗道相变理论被认为是凝聚态物质分类的“终极理论”，直到拓扑量子物态被实验发现。

    最著名的例子是大概就是量子霍尔效应的实验发现了。

    1980年克劳斯·冯·克利辛等人发现，在极低温、强磁场下，Si-SiO2界面反型层中二维电子气会展示出量子化的霍尔电阻平台，并且会伴随零纵向电阻的出现。

    这种现象引出了超越朗道范式的拓扑量子相变理论，如今已经成为了凝聚态物理的研究焦点与前沿.

    一点一点的，徐川从最初的凝聚态物理开始回忆思索，当量子霍尔效应进入他的脑海时，他的眼神也的跟着逐渐明亮了起来。

    他似乎找到了自己之前的灵感来源于哪里了。

    思索着，他加快了一些推理的速度。

    “.从整数量子霍尔效应从实验发现至今，已发现相当多的拓扑量子材料和新奇的量子效应。“

    “比如磁性拓扑材料中手性无耗散边缘态可实现低能耗电子器件，以及拓扑超导体系中则存在马约拉纳零能模等等。“

    “后者与拓扑量子计算密切相关，它们是拓扑量子物态两个重要的发展方向，等等，拓扑量子物态.我找到了！“

    办公桌前，徐川激奋双手攥拳用力的挥舞了一下。

    他重新找回了自己的那丝灵感，找到了在那份数据中发现的东西！

    【拓扑超导体系!】

    一个区别于常规超导材料的领域，应用于拓扑量子计算方向的材料！

    在拓扑超导体材料中，有一个非常重要的东西叫做‘马约拉纳零能模’。

    它具有非阿贝尔任意子的特征，可以用于实现拓扑量子计算。

    即实现常规意义上的量子计算机计算！

    2001年的时候，米国的理论物理学家基塔耶夫提出一个一维拓扑超导的模型，在其端点可以实现马约拉纳零能模。

    而这个模型可以利用具有强自旋轨道耦合的半导体纳米线，可以在外加磁场下实现与s波超导耦合，进而出构造高质量的拓扑量子比特器件。

    简单的来说，这东西可以构成量子晶体管的基础，而量子晶体管是量子芯片的核心。

    当然，再怎么样核心的东西，都离不开最为基础的材料。

    传统统芯片是以硅为原材料的半导体；

    而量子芯片原材料则更为丰富，可以是超导体、半导体、绝缘体或者金属都可以。但不管如何，它都离不开核心的量子比特效应。

    如何让量子比特不受干扰的完成自己的使命，是当前量子器件的核心难题。

    而拓扑量子材料在这方面理论上来说有着优异的性能。

    比如内禀拓扑超导体，其本身具有拓扑非平庸的带隙结构。

    而通过调控外磁场，可以实现有序的、密度和几何形状可调的涡旋结构，这为操纵和编织‘马约拉纳零模态’提供了一个理想的材料平台。

    而理论上来说，四个马约拉纳零能模就可编织成一个拓扑量子比特，这种准粒子的编织操作是实现容错拓扑量子计算的重要途径。

    因为它直接避开了传统量子超导—半导体界面这一复杂问题。

    事实上，这么优秀的材料，自然引起了科学界的重视。

    但它的缺点也不小。

    如果构建这种合适的拓扑量子材料，就是最大的问题。

    比如所需特征离费米能级太远，分布的能量范围太大等等。

    但对于徐川来说，他在模拟数据上找到了一条理论上应该可行的道路。

    想着，徐川快速的拾起了桌上的圆珠笔，在A4稿纸上挥写了起来。

    尽管这份突如起来的灵感早已经偏离了他原本的研究。

    但如果一切顺利的话，他或许能为解决这个麻烦提供完整的理论支持，为量子计算机的到来推上那么一把助力！

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