Natasha Hanacek/NIST
在物理学的海洋中，有一座奇特的岛屿，名为“单线态岛”。这座岛屿的温度由北向南越来越暖。在最北部的极寒区域，温度低于-271.5摄氏度（或者说1.6开尔文），那里居住着一些具有奇特才能的居民——“超导人”，他们十分害怕高温，一旦温度过高，超才能便会失效。偶尔，你能在高于30开尔文的中部岛屿上发现他们的踪影，但南部对他们来说好像真实太热了。
除了温度之外，这座岛屿上的山峰也会对超导人构成影响，山峰的磁场会搅扰超导人的超导才能。外部的探险家十分想要借用超导人的这种奇特力气。这种力气十分强壮，探险家若想要制作出一种名为量子核算机的强壮机器，就必须要有超导人的协助。因而他们从未中止在全岛查找超导人的下落，包含岛屿南部。
探险者在单线态岛上发现了许多超导人，后来他们听岛上的超导人说，在好久好久以前，有一部分超导人漂洋过海去到了坐落单线态岛东部的岛屿，并告知他们，在那座岛屿上，或许也居住着他们的火伴。
探险家当即动身前往那座岛屿，果不其然，在那座名为“三重态岛”的岛屿上，他们遇到了一些十分稀有的超导人。而更重要的是，他们在三重态岛的北部区域意外地发现了有一种名为碲化铀（UTe ）的超导人，这种超导人好像一点点不受挺拔山峰对它们施加的磁场的影响。不管周围环境怎么搅扰，它们仍能保持其超导才能，这不由让探险家喜不自禁：这不正是制作量子比特的绝佳人才吗！
1.
其实，上面这则小故事中的UTe 是一种超导资料。在最近的《科学》杂志上，来自美国国家标准技能研讨所（NIST）的科学家详细描述了这种资料具有的一些非比寻常的特性，不管从技能使用仍是基础科学的视点，这些稀有的性质都十分风趣。
一向以来，科学家都十分期望能够找到合适制作量子核算机的资料。在研制进程中所遇到的很多难题中，其间一个便是他们需求让量子核算机的内存存储开关（即量子比特）能够运转满足长的时刻，这样才能在失掉答应它们作为一个全体运转的奇妙物理联系之前，完结一次核算。而这种奇妙的物理联系便是量子相干，在周围环境的搅扰下，量子相干十分难以保持，这是一件很难做到的事。
但这次的意外发现让科学家意识到，好像能够使用具有超强的抗磁才能的UTe 来协助处理这个难题。在超导资猜中，具有如此强壮的抗磁场才能是十分稀有的，这为规划量子比特供给了共同的优势。其首要原因是，它对那些简单进入量子核算的差错具有很强的反抗才能。UTe 能够为一个的量子核算机创造出高效的量子比特，这对重生的量子核算机工业分外具有吸引力。乃至有科学家称，UTe 这种资料或许将成为量子信息时代的硅。
2.
首要，UTe 具有十分特别的导电办法。在UTe 这种超导资猜中，它的电子“配对”办法是与其他超导资料不同。何为“配对”？咱们知道，在铜线或一些其他的一般导体中，电子是以单个粒子的办法运动的；但在一切的超导体中，它们都会成对，构成所谓的“库珀对”。这些资料之所以具有超导性，便是由于具有能让电子配对的电磁相互效果。
对库柏对来说，尤为重要的是电子的量子“自旋”，这是一切电子都具有的性质，有了自旋，每个电子的行为都像是它们被一个小型的条形磁铁穿过了相同。在大多数超导资猜中，成对电子的量子自旋一个指向上方，一个伴指向下方。这种相反的配对被称为自旋单线态。
在已知的超导体中，还有一小部分“不守规则”的资料，它们的库珀对的自旋能够有三种组合办法，使它们成为了所谓的自旋三重态，它们的自旋能够朝着同一方向。UTe 便是其间之一。
大多数自旋三重态的超导体也被猜测为是“拓扑”超导体，它们具有一种具有十分有用的特性，那便是超导性能够在资料的外表发作，并且即便遭受到了外部搅扰，也能保持超导性。也便是说，这种具有平行自旋的库珀对或许能完美地让量子核算机保持其功用，它们不会由于量子涨落而溃散。
到现在为止，一切的量子核算机都需求一种能用来纠正那些能从它们周围悄然潜入的过错的办法。在这个问题上，超导资料一向被以为具有遍及的优势，而拓扑超导体特性还具有无需量子差错校对的额定优势。一个拓扑超导体能够供给一个没有过错的量子比特，并且它们还或许具有很长的寿数。拓扑超导是完成量子核算的另一种途径，它们能够维护量子比特免受环境影响。
3.
发现UTe 实属偶尔，这是研讨人员在探究铀基磁铁时的一个意外惊喜。其实早在20世纪70年代，UTe 就已被创造出来了。即便到最近，科学界也遍及以为它不具有任何特别有目共睹的性质。而这次，研讨人员是在组成相关资料的进程中，可巧制作出了一些UTe ，所以他们在较低的温度下对其进行了测验，看看是否遗漏了什么现象。成果，他们很快意识到，在他们手上攥着的，或许是对量子核算机十分特别的瑰宝。
接着，他们开端用专业的东西来探究UTe ，发现当UTe 处于低温时会变成超导，其超导特性与那些稀有的超导体相似。不过那些超导体一起也是铁磁性的，就像低温永磁体相同。而奇怪的是，UTe 自身并非铁磁性的。因而从这个层面上看，能够说UTe 从根本上便是一种全新的超导资料。
除此之外，它对磁场有很强的反抗力。一般情况下，超导性都会遭到磁场的损坏，但对UTe 来说，依据磁场的不同效果方向，UTe 能够接受高达35特斯拉的磁场。这是一个一般的冰箱磁铁强度的3500倍，是大多数低温拓扑超导体所能接受的强度的许多倍。
4.
不过现在，研讨人员还没有终究承认UTe 便是拓扑超导体，但依据它所表现出的对强磁场不同寻常的反抗力，它是拓扑超导体的或许性很大。经过进一步的探究，或许研讨人员将能够更好地了解UTe 的性质，乃至更好地了解超导自身，然后更好地了解应该去哪里寻觅没有发现的超导资料——这是超导研讨的一个首要方针。
参阅链接：
https://phys.org/news/2019-08-newfound-superconductor-material-silicon-quantum.html
论文链接：
https://science.sciencemag.org/content/365/6454/684
