第169章 我有办法让它们自己出来！（2k）（3 / 6）

风、一滴水都会让它损失掉一角。

为了解决这个问题，需要复杂的量子纠错码，但这会极大地增加物理量子比特的数量和系统的复杂性，成本高昂且难以扩展。

而拓扑量子比特则不同。

它们的信息存储在非局域的拓扑边界態中，而非局域的量子態中。

简单来说，信息被编码在系统整体的拓扑性质中，而不是单个粒子的局部状態。这就好比將信息刻画在甜甜圈的洞上，无论你如何扭曲、拉伸甜甜圈，只要洞的数量不变，甜甜圈没被你吃掉，信息就不会丟失。

这种拓扑保护使得量子比特对局部的环境噪声和扰动具有天生的抵抗力，大大降低了错误率，为构建容错量子计算机提供了更坚实的基础。

由於其固有的容错性，拓扑量子比特在理论上更容易实现大规模集成。

一旦成功，未来的量子计算机在增加量子比特数量时，其错误率不会像传统量子比特那样呈指数级增长，从而更容易实现通用容错量子计算所需的百万级量子比特数量。

而要成功建造量子计算机，离不开一种叫做马约拉纳费米子的粒子。

马约拉纳费米子是一种特殊的中性准粒子，它最奇异的特性在於它自身就是自己的反粒子。

这种特性最大的作用就是能够形成具有拓扑保护的量子比特！

没错，就是像保鏢一样！

如果一个粒子是它自己的反粒子，那么它不带任何內部加性量子数，比如电荷、轻子数等。

对於马约拉纳费米子而言，这意味著它不带电荷，也没有磁矩。

这种电中性的特性使得它与外部环境的相互作用极弱，因此天然地具有极高的稳定性，不容易受到电磁噪声等环境干扰的影响。这对於脆弱的量子比特而言，是极其宝贵的性质。

这保鏢多好，只保护量子比特，一点都不干扰对方，简直是天选乙方！

人狼话少的肌肉猛男有没有！

话说这个概念最早是由物理学家马约拉纳在1937年提出，但在自然界中，真实的马约拉纳费米子尚未被直接观测到。

但是，科学家们发现在一些特定的凝聚態物理系统中，可以诱导出具有马约拉纳费米子特性的准粒子，被称为马约拉纳零能模。

一个形象的比喻是，一个普通的费米子可以被理论上认为是由两个马约拉纳费米子构成的。

在特定的物理系统中，这两个“半个”费米子也就是即马约拉纳零能模，可以被物理上地分开，存在於材料的不同端点或缺陷处。

量子信息不是存储在某个单一的局部物理量上，而是分散存储在这样一对或多对非局域的马约拉纳零能模的整体拓扑性质中。

这意味著，即使环境中的局部噪声干扰了其中一个马约拉纳零能模，只要不破坏整个系统的拓扑结构，量子信息也不会丟失。就好比信息不是写在一个点上，而是被“编织”进了整个系统的结构里。

这种內在的抵抗错误的能力，就是拓扑保护。

而编织的操作更是可以直接实现量子门，没必要像传统量子比特那样通过精確的脉衝控制。

由於编织本身也是一个拓扑过程，它同样受益於拓扑保护，使得量子门操作更加稳定和精確。

就是如何找到一种含有马约拉纳费米子拓扑绝缘体碳材料有点麻烦，因为碳材料通常不具备天然的拓扑超导性或拓扑绝缘体属性。

“小苔蘚，我需要你利用所有可用的理论物理模型、量子化学模擬工具，以及全球已知的碳材料资料库，对具备拓扑绝缘体性质的碳基结构进行预测和筛选。”

“重点关注