1月9日，2019年全國科技工作會議在京召開，在總結2018年科技工作時，工作報告點讚了多項重大創新成果。其中，關於量子物理方面的成果是“
首次在半導體量子點體系中實現三量子比特邏輯門”以及“首次發現鐵基超導體中的馬約拉納束縛態，實現拓撲量子計算機重大突破”。1、首次在半導體量子點體系中實現三量子比特邏輯門
中國科學技術大學獲郭光燦院士團隊創新性地製備了半導體六量子點芯片，在國際上首次實現了半導體體系中的三量子比特邏輯門操控，為未來研製集成化半導體量子芯片邁出堅實一步。郭光燦團隊中的郭國平教授研究組長期致力於半導體量子芯片研發，郭國平與教授肖明、研究員李海歐、曹剛等人合作，通過理論計算分析，創新性地設計了T型電極開口式六量子點結構，該結構使得控制比特與目標比特有較強的耦合，同時兩個目標比特之間的耦合較小，很好地滿足了實現兩個控制比特對目標比特受控非門的操控要求。他們利用優化設計的高頻脈衝量子測控電路，成功實現了世界上首個基於半導體量子點體系的三電荷量子比特邏輯門，進一步提升量子計算的效率，為可擴展、可集成化半導體量子芯片的研製奠定了堅實基礎。
國際應用物理學權威期刊《物理評論應用》日前發表了該成果。《物理評論應用》審稿人認為，這項工作是半導體量子點量子計算方向的一個重要進展，詳細、清楚地展示了高水平的實驗技術，將引起學界對該領域極高的研究熱情。
2、首次發現鐵基超導體中的馬約拉納束縛態，實現拓撲量子計算機重大突破
1937年，物理學家馬約拉納（Ettore Majorana）把描寫費米子的基本運動方程（狄拉克方程）分解成電荷共軛不變的兩部分（即馬約拉納方程），得到了“自己是自己的反粒子”的馬約拉納費米子。八十一年來，馬約拉納費米子的相關研究一直是物理學最前沿的問題之一。
高能物理領域一直在尋找中微子是馬約拉納費米子的實驗證據，如果證實，將是繼發現希格斯波色子後的又一重大發現。縛態清晰乾淨地直接觀測提供希望。中科院物理研究所的一個研究團隊利用極低溫-強磁場-掃描探針顯微系統在鐵基超導體中發現了馬約拉納束縛態。
圖為馬約拉納束縛態的空間及能量特徵
與以往的實驗結果不同，探測到的馬約拉納束縛態峰位不隨空間位置變化，實驗峰寬接近於系統的能量分辨率。他們隨後驗證了馬約拉納束縛態在不同隧道結、磁場以及溫度下的行為。理論擬合顯示磁通渦旋中的馬約拉納束縛態來源於拓撲表面態超導的準粒子激發。與此同時，體態磁通渦線的準粒子熱激發會抑制表面的馬約拉納束縛態。這些結果表明，實驗觀測到的馬約拉納束縛態不與平庸的低能激發態混合，首次清晰地觀測到了純的馬約拉納束縛態。其較高的零能峰觀測溫度，暗示未來可以調控實現液氦溫度的馬約拉納束縛態。研究報告（PDF）發表在《科學》期刊上。
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