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在实现量子计算的多种方案中，基于马约拉纳零能模的拓扑量子计算有望从物理原理层面解决量子退相干问题，受到广泛关注。理论预言，具有强自旋轨道耦合的窄禁带半导体InAs和InSb纳米线与超导体耦合，可以实现马约拉纳零能模和拓扑量子计算。然而，由于窄禁带半导体纳米线与常规超导体之间晶格失配很大，高质量样品的制备一直是制约半导体-超导纳米线拓扑量子计算研究的关键难题。
中国科学院半导体所等在高质量半导体-超导纳米线研究方面取得系列进展（图）
半导体 超导纳米线 量子计算
2023/7/7
在实现量子计算的多种方案中，基于马约拉纳零能模的拓扑量子计算有望从物理原理层面解决量子退相干问题，受到广泛关注。理论预言，具有强自旋轨道耦合的窄禁带半导体InAs和InSb纳米线与超导体耦合，可以实现马约拉纳零能模和拓扑量子计算。然而，由于窄禁带半导体纳米线与常规超导体之间晶格失配很大，高质量样品的制备一直是制约半导体-超导纳米线拓扑量子计算研究的关键难题。
超导体具有零电阻效应、迈斯纳效应和约瑟夫森效应等物理特性，这使其在大电流、强磁场、微弱信号检测等诸多基础领域具有广阔的应用前途和无与伦比的优势。但目前实际应用的超导材料仍然是以液氦温区工作的NbTi合金为主，高昂的成本极大地限制了其应用范围。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导实验室SC10组研究团队长期致力于新型超导材料的探索，已经发现了几十种新型超导体。近几年来，他们在Mo基化...
氮化二聚钴：一类潜在的新型高温超导材料（图）
氮化二聚钴 高温超导 材料学
2023/1/6
由于电子间复杂的关联相互作用，物理学界对于非常规高温超导的机理还缺乏普遍认可的理解。这一机理研究的缺失使得发现和预言新的高温超导材料成为极具挑战的科学问题。近年来，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心凝聚态理论与材料计算实验室胡江平研究员领导的团队通过总结归纳铜氧化物超导体和铁基超导体在电子结构上的共性，提出了“高温超导基因”的概念：满足特定电子结构“基因”的材料可以成为高温超导。 基...
中国科学院物理研究所镍基超导体研究获进展（图）
镍基 超导体
2022/8/30
在迄今发现的所有超导体中，铜氧化物高温超导体保持常压下超导临界温度（Tc）的最高纪录，其非常规的超导微观机理仍是凝聚态物理领域最具挑战性的科学问题之一。作为元素周期表中Cu的最近邻元素Ni，早在20世纪90年代初便有理论指出，无限层结构的镍氧化物因与铜氧化物高温超导体具有相似的晶体结构和电子构型，被认为是潜在的高温超导体系。然而，30多年来实验方面的进展迟缓，在无限层镍氧化物的多晶、单晶以及薄膜样...
中国科学院上海微系统与信息技术研究所首个超导单光子探测器国际标准正式发布
超导单光子探测器 国际标准 正式发布
2022/8/30
2022年8月19日，经国际电工委员会（IEC）批准，由中国科学院上海微系统所超导电子实验室研究员尤立星牵头制定的超导条带光子探测器（SSPD）的国际标准IEC 61788-22-3:2022 ED1 Superconductivity - Part 22-3: Superconducting strip photon detector - Dark count rate正式发布。该标准项目制定工...
无限层镍基超导薄膜的Tc在压力下被提升至30K以上（图）
无限层镍 超导薄膜 Tc 30K
2023/1/6
在迄今发现的所有超导体中，铜氧化物高温超导体保持常压下超导临界温度(Tc)的最高纪录，其非常规的超导微观机理仍然是凝聚态物理领域最具挑战性的科学问题之一。作为元素周期表中Cu的最近邻元素Ni，早在上世纪90年代初就有理论指出，无限层结构的镍氧化物因与铜氧化物高温超导体具有相似的晶体结构和电子构型，被认为是潜在的高温超导体系。然而，30多年来实验方面的进展迟缓，人们在无限层镍氧化物的多晶、单晶以及薄...
钙基富氢新材料研制和210K以上高压超导（图）
高压超导 钙基 富氢材料 210K
2023/1/6
氢作为元素周期表第1号元素是构成广袤宇宙实体的重要成分，上个世纪初对氢的研究促进早期量子科学的形成发展，至今氢的传说和故事还在延续。Wigner和Huntington在上世纪30年代曾理论预言，在足够高的压力，氢将由常压气态转化为像碱金属一样的固体金属。由于氢的德拜温度很高，基于强电声耦合的经典BCS理论，金属氢可能具有高温超导性质。然而理论估算氢的金属化约需500 GPa的极端高压（1GPa~1...
近日，清华大学交叉信息研究院邓东灵助理教授研究组与浙江大学物理学院王震、王浩华研究组等合作，在超导系统中首次实验实现了拓扑时间晶体的全数字化量子模拟。
超导量子芯片上“搭积木” 拓扑时间晶体被首次实现（图）
超导量子芯片 拓扑时间晶体 量子模拟
2022/7/29
人们日常熟悉的晶体，比如食盐、矿石等，构成它们的原子在空间排列上呈一定的周期性变化，而时间晶体试图把晶体的特征拓展到时间维度，它在时间上也呈现一定的周期性变化——这是2012年诺贝尔物理学奖获得者、麻省理工学院教授弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）曾提出时间晶体的构想。围绕时间晶体这一概念，一些重要的理论认知和实验探索相继涌现。
量子材料中的电子向列相（nematic phase），即电子态的旋转对称性破缺但仍然保持着平移对称性，这种奇异的电子态在铜氧化物、铁基等超导体及最近发现的笼目结构超导体中普遍存在。研究电子向列相的产生机制及其与高温超导配对机制之间的关联，是目前超导物理的研究重点之一。
近日，北京量子信息科学研究院/中科院物理所量子计算云平台团队，完成了10超导量子比特格点规范理论量子模拟研究工作。2022年6月17日，该研究成果以《基于超导量子电路系统对演生Z2规范不变量的观测》(Observation of emergent Z2 gauge invariance in a superconducting circuit)为题，以快报的形式发表在Physical Review...
中国科学院物理研究所等在高压下发现首个三元锰基化合物超导体系（图）
高压 三元锰基化合物 超导体系
2022/9/14
非常规超导材料的探索和机理研究是凝聚态物理的重要方向。迄今为止，科学家发现了数以千计的超导材料和铜氧化物、铁基两个非常规高温超导家族。然而，基于3d过渡金属锰（Mn）的化合物超导体稀少，这主要归因于Mn([Ar]3d54s2)具有半满的3d壳层，使锰基化合物通常具有较强的磁性和磁拆对效应。2015年，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心程金光与雒建林等在高压下率先发现了第一个锰基化合物...
HEPS超导腔垂直测试性能达标（图）
HEPS超导腔 垂直测试 性能达标
2022/6/28
近日，高能同步辐射光源（HEPS）加速器部高频系统张沛研究团队研制的166 MHz超导腔和500 MHz超导腔在先进光源技术研发与测试平台（PAPS）成功完成了低温下的垂直测试，结果优于HEPS的设计指标，为下一步超导槽腔的研制和超导腔的批量制造奠定了坚实的基础。
