哈佛大學(xué)研發(fā)高溫超導(dǎo)二極管，推動(dòng)量子計(jì)算

12月20日報(bào)道，韓國超導(dǎo)協(xié)會近日公布報(bào)告，明確指出“LK-99為常溫常壓超導(dǎo)體并無確鑿證據(jù)支持”。盡管此室溫超導(dǎo)事件暫告一段落，然而科學(xué)家對超導(dǎo)體的探索卻仍在持續(xù)推進(jìn)。

在菲利普·金主導(dǎo)的哈佛科研團(tuán)隊(duì)中，他們利用銅酸鹽在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。

他們創(chuàng)新地嘗試使用特殊低溫工藝技術(shù)，成功制備出高溫超導(dǎo)二極管，這項(xiàng)成果對于量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展具有里程碑式的意義，也是解讀和操縱奇異材料及量子狀態(tài)的關(guān)鍵一躍。

自從上世紀(jì)起，物理學(xué)家不斷探尋超導(dǎo)體的秘密，然而現(xiàn)有超導(dǎo)材料僅在極為接近絕對零度的環(huán)境下展現(xiàn)其特性，商業(yè)運(yùn)用尚待進(jìn)一步挖掘。

相比之下，菲利普·金團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高溫超導(dǎo)二極管由薄銅酸鹽晶體制成，猶如開關(guān)，可以引導(dǎo)電流單向流通。

菲利普·金的合作伙伴S. Y. Frank Zhao曾在格里芬藝術(shù)與科學(xué)研究生院學(xué)習(xí)，目前任麻省理工學(xué)院的博士后研究員。

在實(shí)驗(yàn)過程中，他們巧妙地應(yīng)用超純凈氬（yà）氬氣中的無空氣低溫晶體操作技術(shù)，在銅酸鹽的雙極薄鉍鍶鈣銅氧化物（BSCCO）之間創(chuàng)造了純澈的界面。

眾所周知，標(biāo)準(zhǔn)超導(dǎo)材料必須在零下400華氏度（即零下240攝氏度）才能達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)。BSCCO則被視為高溫超導(dǎo)體，可以在較低的零下288華氏度（零下177.7攝氏度）下呈現(xiàn)超導(dǎo)特性。

科研人員首先將BSCCO分成兩層，每層僅為人發(fā)直徑的千分之一寬；接著在零下130華氏度（零下90攝氏度）的環(huán)境下，將兩層旋轉(zhuǎn)角度為45°呈堆疊狀，有效保護(hù)了超導(dǎo)界面的穩(wěn)定。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，無阻力時(shí)穿過界面對應(yīng)最大超電流隨電流流向的改變而變化，其團(tuán)隊(duì)甚至演示了通過反轉(zhuǎn)極性對此實(shí)施電子控制。