汉堡大学物理系和加州大学欧文分校的研究人员最近提出了一种通过多太赫兹脉冲实验来表征拓扑超导体的新方法。这为明确识别人们预测的奇异物质状态开辟了一条道路，并有助于为未来携带和处理量子信息的设备设计新材料。

世界各地的科学家正在努力构建基于固态物质的可扩展量子计算机。其中有一种方法是使用拓扑超导体。它们拥有一种特殊的集体量子态，其边界处有以马约拉纳费米子形式存在的非阿贝尔任意子。通过在量子线网络中改变这些准粒子，研究人员可以构建出逻辑量子门，这是量子计算机的基础构建块。

马约拉纳费米子存在的早期迹象是在量子输运测量的基础上报告的，但后来这些研究被证明是不可靠的，因为马约拉纳很容易与微不足道的边界激发相混淆。

新的理论采用了不同的方法。它不是去测量边界处的马约拉纳，而是解决散装材料。由于所谓的“体边对应”，马约拉纳与超导体能带结构的拓扑结构密切相关。从某种意义上说，散装材料中的粒子激发在边界处与马约拉纳发生了“扭曲”。这种强互连性可以通过二维太赫兹光谱进行研究，这是一种广泛用于分子和散装物质的技术。

汉堡大学的Michael Thorwart博士说：“与‘线性’吸收光谱不同，非线性多脉冲实验使我们能够研究激发粒子的光学响应，从而有助于让我们清楚地揭示这种‘扭曲’，在二维光谱中会具有奇异拓扑态的独特特征。”

该研究主要作者、Felix Gerken博士补充道：“这种光学技术产生了超越成像的光谱信息，并允许对拓扑材料进行明确的表征。因此，它们可能会为在量子技术的遥远应用中架起一座桥梁。”（编译:Qtech）