量子计算机天使粒子张首晟,杨振宁弟子张首晟：发现“天使粒子” 证明2=0

对话：“天使粒子”将造福人类

广州日报：马拉约纳费米子前人也有实验。你的团队在研究中有何创新？

张首晟：以前的实验得到的并不是一个粒子，和我们不同。另外，我们做了非常好的实验设置。不需要把参数调到恰到好处才能发现这个现象，这个非常难。我们的实验预言是，磁性拓扑绝缘体薄膜与超导体混合系统做出来之后，不需要调太多的参数，马拉约纳费米子自然而然就会出来。还有，我们给出了一个非常精准的平台，也就是半整数电阻的量子平台。这非常重要。

最难是找到合适材料

广州日报：实验研究中遇到的最大困难在哪里？

张首晟：我带领的是理论组，给实验科学家提供建议。整个工作都比较顺利。

最大的困难是材料难找。整个实验组前后共筛选了近4000种材料。我提出的磁性拓扑绝缘体和超导体，两个单独找没什么问题，但是叠加放在一起不容易，两个材料会互相影响。实验团队花了几个月才成功。

广州日报：研究发现“天使粒子”的过程中？

张首晟：我们共发表了4篇文章，前两篇非常重要，尤其是第一篇就建立了这个实验的基础，运用量子材料。这是我和我们组的学生一起讨论产生的想法。第二篇是讲具体的实验数据是什么，我记得也是在几次会议后我和学生们讨论出来的。我们是一步步介绍实验该怎么做。

未来将应用于量子计算机

广州日报：你非常擅长用类比来解释一些科学问题。能否用最简单的语言解释一下此次科学发现？

张首晟：一个粒子等于自己的反粒子，翻译成数学公式，就是相当于1=-1。 我们把-1移到左边，也就是证明2=0。这个可不可能呢？

在凝聚态物理中，有个超导现象，电子是成对的，成对之后进入量子的基态里。电子是一对，跑到基态，基态是能量最低级的量子态，相当于0 ，在某种意义上就是证明2=0的概念。

在以往的量子反常霍尔效应实验中，调节外磁场，量子反常霍尔效应薄膜呈现量子平台，对应1、0、-1倍基本电阻单位。当把超导体置于量子反常霍尔效应薄膜上时，邻近效应会出现新的量子平台，对应1/2倍基本电阻单位。这半个电阻单位来源于马拉约纳费米子没有反粒子，某种意义上就可以视为半个传统粒子。这多出来的半整数量子平台就是发现的有力证据。

未来它的主要应用是量子计算机，但过程会非常漫长。

对大自然好奇最重要

广州日报：杨振宁认为你“获诺奖只是时间问题”，你有何感想？

张首晟：工作需要好奇心驱动，这些(名利)不要想太多。导师的话对我没什么压力。获得诺贝尔物理学奖的人不多，每年也就是三四个吧。

获奖不是一个压力问题。现在有个现象，每个重大的发现出来，人们总是问两个问题，这个发现有用吗？这个东西能不能得诺奖？我觉得不应该只看到这两方面，还要更深刻地看到科学发现本身的重要性在哪。每一次发现都告诉我们，大自然的每一个组成部分都很重要。

广州日报：此次发现基本由华人科学家团队完成，你随后也在北京宣布了这个发现。如何看待华人科学家的传承精神？

张首晟：我们团队有一个发布日期。首先是在斯坦福发布，然后在北京。这次发现是理论和实验团队合作的巨大成功。团队成员在美国工作，但都是华人科学家，大家都紧密合作、互相鼓励。

广州日报：你每年往返中美两地做教研和科研合作，对中国的青年科学家有什么期待？

张首晟：这个是我最想讲的。大家做科学研究，最大的动力应该是对大自然的好奇心。结合整个量子物理学的发展来看，最开始我们发现大自然有正有反，有阴有阳。然后有科学家就认为基本粒子也应该是这样的，后来就发现了反粒子。又有科学家想到有没有自身就是反粒子的。他们对这些问题都非常好奇。他们一开始都没想诺奖，对大自然好奇的驱动力，是科学家最原始的动力。

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