
量子计算利用量子力学的叠加和纠缠原理进行信息处理,在某些特定问题上具有经典计算机无法比拟的计算优势。然而,量子比特极其脆弱,极易受到环境噪声的干扰而产生退相干和计算错误,需要大量的量子比特进行量子纠错,这极大地限制了量子计算的规模化发展。拓扑量子计算是一种极具前景的量子计算路线,它利用具有拓扑保护特性的马约拉纳零能模来编码量子信息。由于拓扑保护的特性,马约拉纳零能模对局部的环境噪声具有天然的免疫力,能够从根源上降低量子纠错的开销,被认为是实现可扩展、容错量子计算的重要路径。然而,马约拉纳零能模的实验观测和精确调控一直是拓扑量子计算领域的核心难题。2026年,我国在拓扑量子计算领域持续取得重要进展。2026年8月,华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心徐刚教授课题组在《npj计算材料》发表研究成果,提出由晶体对称性保护的拓扑超导新方案。该研究基于超导拓扑晶体金属ZrRuAs,实现了多个马约拉纳零能模,为拓扑量子计算提供了全新的材料平台。
在实验研究方面,南方科技大学俞大鹏团队在狄拉克半金属纳米线体系中首次实现了马约拉纳零能模的门电压调控。通过调节门电压,控制纳米线中的载流子浓度和化学势,实现了拓扑超导相变的连续调控。该研究展示了狄拉克半金属纳米线中拓扑超导相变的门电压调控,同时也为马约拉纳零能模以及拓扑量子比特的操纵提供了新思路。在强关联拓扑超导方面,2026年6月,南京大学张鹏课题组、东南大学孙悦课题组、中科院理论所吴贤新课题组合作,利用高分辨率角分辨光电子能谱(ARPES)技术,首次在电子掺杂的铁基超导体中直接观测到了两种不同的拓扑态,并证实了强关联效应在其中发挥的关键作用。这一发现为探索多重拓扑超导态与马约拉纳费米子提供了全新的研究平台,相关成果发表于国际顶级期刊《美国化学会志》。在拓扑量子比特读取方面,2026年2月,由西班牙国家研究委员会马德里材料科学研究所与荷兰代尔夫特理工大学组成的国际联合研究团队,首次利用一种被称为"量子电容"的新技术,成功读取基于马约拉纳模式的拓扑量子比特中的信息,向实现更稳定的量子计算迈出关键一步,相关成果发表于《自然》杂志。














