科研团队的研究让“超导计算机”有了新可能

4月12日，记者从上海交通大学获悉，该校对外公布了“实验证实超导态‘分段费米面’”科研成果。固体物理学的研究发现，固体材料会有一种叫“能带”的固有性质，电子会按照能量从低到高的方式填充能带。就像一瓶半满的水能看到水面一样，一个半满的能带也能观测到“电子面”，物理术语叫“费米面”。固体材料有没有费米面会决定它很多物理性质，包括是否导电，是否透光等。

超导体虽然导电，但是却没有费米面。因为超导体中承担导电任务的不是单个电子，而是两个电子组成的库伯对。1965年德国物理学家Peter Fulde理论预言，让超导体中库珀对动起来，如果速度足够快，就有可能在原本没有费米面的超导体中产生出一种特殊的“分段费米面”。但在相关实验上却十分困难，虽然一直有人尝试，但未能取得突破。

上海交通大学团队与麻省理工学院的团队合作，实现并观察到了预言中的“分段费米面”。研究表明，拥有“分段费米面”的超导体，可以实现正向零电阻导电，反向非零电阻导电的独特现象（约瑟夫森二级管效应），可以用来构建超导计算机，实现无能耗的高效计算。

上海交通大学物理与天文学院郑浩教授表示，未来将会以具有“分段费米面”的超导体为平台，探索构筑新型拓扑超导态和实现超导二极管效应等重要物理效应的可能性。