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[科普知识] （大赦）聊聊拓扑绝缘体

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KryptonHelium

该用户从未签到
21#
发表于 2012-8-30 23:14:06 | 只看该作者
俺也是搞这行的。说两句赚点钱
% ?4 q2 h3 b- R- V. g! Y( {* ?0 F) |
大家知道，大家生活的世界是“经典”的，这个世界的特点是不完美，有缺点，有损耗。
2 m2 Z9 P1 C$ y& [& h% W# ]* u9 U7 x  v
但是微观世界更加“完美”，电子绕着原子核转，是没有损耗的，可以永远转下去。那么能不能让我们宏观的世界这样完美呢？因为这样就会没有能量损耗，也可以没有信息损耗。
: l8 c8 d! v+ Q- D: w, |2 M8 a5 F% v
这是可能的，第一个例子就是超导，可以完全没有能量损耗，这里就不讲了。( d) [" f6 z3 l/ p1 P  j4 t

* z) H8 v. l( P& N' v另一个例子就是获过两次诺奖的（加上石墨烯三次）量子霍尔效应。这个就是利用拓扑性质。基本原理就是，一个轮胎，上面有个洞，怎么扭它，它还是有个洞，这就是拓扑性质，对干扰不敏感。如果电子在微观世界的状态可以像拓扑性质一样对干扰不敏感，就可以在宏观的不完美的世界保持完美。  y2 x, @) h9 b+ j! y
8 g7 w( Q! ]# u3 Q' U8 {
大家都知道电阻的单位 欧姆，现在就是靠量子霍尔效应完美的电阻值来定义。
% K" N$ ^( }: R' Q; @
! Y) ~6 {9 z. x+ J但量子霍尔效应需要很强的磁场才可以出现，近来火爆的拓扑绝缘体就是不需要外磁场也可以出现，当然另外还有很多有意思的性质。比如和超导体放在一起，可以实现所谓的Majorana态，这个东西对量子计算非常有用。量子计算我也不懂，但总之很牛就是了，现在银行用的基于分解质因数的密码系统在量子计算面前是不堪一击的。0 A4 w# p5 X) }4 v, `+ ]
4 f& c4 }( Q3 ~+ ~) B  c
# @) _7 ~: `# R6 N3 a1 s

点评

KryptonHelium
是，物理学这种“没用”的学科，往往需要某个远期目标作为奋斗的理由，也作为给钱的理由，现在量子计算就是这么一个。  发表于 2012-9-3 22:38
匡庐
现在很多物理研究都是面向量子计算（量子信息技术）的。不同的是技术路径不同，材料不同等等。  发表于 2012-9-3 12:07
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KryptonHelium

该用户从未签到
22#
发表于 2012-8-31 21:37:22 | 只看该作者
KryptonHelium 发表于 2012-8-30 23:14
; D; t7 z. w6 H. h+ Q% p- T俺也是搞这行的。说两句赚点钱
3 I. l% Q2 g! J7 b0 N- ~- l. Z4 N+ q( g+ t+ n; v( A
大家知道，大家生活的世界是“经典”的，这个世界的特点是不完美， ...
9 x$ J. f+ I, i6 ?$ B; {0 D  ]
哈哈，实验实验，所以也只能讲到这个地步了
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