你有没有想过，未来的电脑会是什么样子？不是更快，而是根本性的不同。它不耗电股票配资推荐，不算错，一台的算力，可能超越今天全世界所有计算机的总和。
麻省理工和佛罗里达州立大学助理教授Lu Zhengguang领导的团队在顶刊《自然》发表论文，他们成功让电流拐了个“量子几何”的弯，发现了一种全新的物质状态，为终极计算——容错量子计算机，打开了一扇前所未有的大门。
简单说，他们用5层原子厚的，造出了一条绝对零阻力的“量子高速公路”，而且，还不用“交”磁场这个“过路费”！
◆ 01 当物理学开始“不讲道理”
你手里有5个，分给9个人，怎么分？
在我们的世界里，这不可能。但在量子世界，一切皆有可能。
科学家们把五层石墨烯（就是那个获得诺奖的神奇材料）和另一种叫六方氮化硼的材料，像做三明治一样叠在一起，再稍微扭个角度。这个微小的“扭一扭”动作，创造出了一个名为“莫尔超晶格”的奇幻陷阱，它能让电子的行动变得极其缓慢，仿佛时间凝固。
就在这个陷阱里，当温度降到比外太空还冷的-273.11℃（约40 mK）时，诡异的事情发生了！
电子们不再是各自为战的“散兵游勇”，而是抱团形成了一种奇异的“量子液体”。在这里，5个电子表现得就像它们共同拥有9个或11个单位的电荷。
这意味着物理学开始不讲道理了！电子仿佛被分成了碎片，以一种集体舞的形式，沿着材料边缘零损耗地奔跑，这就是著名的“分数量子反常霍尔效应”（FQAHE）。
◆ 02 发现量子世界新大陆
如果说发现“量子液体”已经足够震撼，那接下来的一幕，直接让科学家们瞪大了眼睛。
当团队把温度降得更低，电流调得更小，神奇的事情发生了——那条流淌的“量子液体”竟然被“冻”住了！它没有变成普通的绝缘体，而是凝固成了一种全新的、更完美的拓扑物态——“扩展量子反常霍尔”（EQAH）态。
这不是昙花一现的量子烟火，而是进入了一片广袤的量子新大陆！
这片“电子冰河”有三大逆天特性：
1. 绝对零阻力：电流在其中奔跑，畅通无阻，能量零消耗。这是所有芯片梦寐以求的终极特性。
2. 范围超“扩展”：以往的量子效应都非常“挑剔”，只在某个精确的电子密度下出现。但EQAH态却像一位随和的大佬，在从0.5到1.3的超宽电子密度范围内都能稳定存在。这意味着它更皮实，更有被实际应用的潜力。
3. 最关键的：零磁场！这是它最颠覆性的一点。在此之前，要实现类似的量子拓扑效应，几乎都离不开一个强大到能扭曲时空的磁场。但问题是，未来量子计算机的另一个核心“王牌”——超导体，天生就怕磁场。
以前，量子世界的两大高手——超导体和拓扑态，就像水火不容，一个要“绝对安静”，一个要“电闪雷鸣”。如今在这片石墨烯江湖里，它们终于能握手言和了！
◆ 03 攻克量子计算机“卡脖子”难题
说到这里，你一定想知道这种逆天的特性究竟有什么作用，和我们前面说的“容错量子计算机”有什么关系呢？
关系太大了！今天的量子计算机，虽然算得快，但极其脆弱，一点点环境的干扰就会让计算结果“灰飞烟灭”，这个现象叫“退相干”。这正是量子计算从“能用”到“好用”最大的“卡脖子”难题。
而出路，就在于构建一种叫“拓扑量子比特”的东西。它把信息存储在材料整体的“拓扑形态”上，就像给信息穿上了一层刀枪不入的“黄金圣衣”，天然免疫各种小干扰。
而这次发现的FQAHE和EQAH态，尤其是它们能在零磁场下与超导体共存的特性，恰好就是制造这种“黄金圣衣”的完美配方！它让科学家们第一次看到了在一个芯片上，同时集成“拓扑保护”和“超导连接”的曙光。
如果说之前的量子计算是在“刀尖上跳舞”，那这项研究，就是直接给舞者造好了一座坚不可摧的舞台。
当然，这项研究离成功还有很大距离。把实验室的温度从-273.11℃“回暖”到工业可用的范围，以及将原子级的“三明治”手艺量产化，都是巨大的挑战。
但这无关紧要。重要的是，一扇通往全新计算纪元的大门，已经被这群顶尖的头脑，用石墨烯和智慧，奋力推开了一条缝。
物理学开始不讲理，可能才会让我们走进一个全新的世界。
参考文献：
Lu, Z., Han, T., Yao, Y. et al. Extended quantum anomalous Hall states in graphene/hBN moiré superlattices. Nature 637, 1090–1095 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08470-1
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