Question

华人科学家发现"天使粒子" 对量子计算有什么重要意义？

Answer 1

7月20日美国斯坦福大学华人科学家张首晟等人在美国《科学》杂志上报告说，他们首次发现了马约拉纳费米子存在的证据。这一重大发现解决了困扰量子物理学80年的难题，对量子计算也具有重要意义。

马约拉纳费米子称为“天使粒子”。根据爱因斯坦的质能转换公式，当一个粒子遇上其反粒子就会发生湮灭，并释放能量。

     发现马约拉纳费米子存在，对于建造稳定的量子计算机具有重要意义。

量子计算机能够进行高度并行的量子计算，效率远超经典计算机，但环境噪声是研发量子计算机的一大障碍。一个量子比特（量子计算的基本单位）的信息很难稳定存储，微弱的环境噪声就会破坏其量子特性。

由于马约拉纳费米子相当于半个传统粒子，一个量子比特可以拆成两个费米子，这就提供了一个绝妙的可能性：一个量子比特的信息能够储存在两个相距遥远的马约拉纳费米子上。这样，传统的噪声极难同时以同样的方式影响这两个马约拉纳费米子，也就很难同时毁灭它们所存储的量子信息。

发现历程

正负、阴阳、善恶……这个世界仿佛充满正反对立。英国物理学家保罗·狄拉克1928年预言，每一个基本粒子都有对应的反粒子。几年后，科学家在宇宙射线中发现了电子的反粒子正电子，验证了这一预言。1937年，意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言，自然界中可能存在一类特殊的粒子，它们的反粒子就是自身，这种正反同体的粒子被称为马约拉纳费米子。

不过，马约拉纳费米子存在的证据一直未被发现，它和中微子、希格斯—玻色子等一起，成为理论早有预言但长期无法验证的粒子。如今，张首晟团队终于找到了它存在的证据。

Answer 2

物理学迎来重大突破：由4位华人科学家领衔的科研团队终于找到了正反同体的“天使粒子”——马约拉那费米子，从而结束了国际物理学界对这一神秘粒子长达80年的漫长追寻。
相关论文发表在今天出版的《科学》杂志上。该成果由加利福尼亚大学洛杉矶分校王康隆课题组和美国斯坦福大学教授张首晟课题组、上海科技大学寇煦丰课题组等多个团队共同完成，通讯作者为何庆林、寇煦丰、张首晟、王康隆，均为华人科学家。