物理学家发明了一种新型超薄双层材料，具有稀土化合物才具备的量子特性。该成果发表在Nature期刊上，研究表明这种材料相对易于制造且不含稀土金属，能够为量子计算提供新的计算平台。这种材料还有助于推进非常规超导和量子临界的研究。具体来说，研究人员认为从这种看似普通的材料开始，物质可能会出现一种全新的量子态。

　　该发现源于创造量子自旋液体的研究，量子自旋液体可用于研究新的量子现象，如规范理论。该研究需要制造单层原子厚度的二硫化钽，该过程同样制造出双层岛状物。

　　芬兰阿尔托大学的研究团队在研究这些岛状物时发现，两层之间的相互作用引发了近藤效应，导致物质的宏观纠缠态产生重费米子系统。

　　近藤效应是磁性杂质与电子之间的相互作用，导致材料的电阻随温度变化。这导致电子表现得好像它们有更大的质量，因此这些化合物被称为重费米子材料。这种现象是含稀土元素材料的特点。重费米子材料在前沿物理的几个领域都很重要，包括量子材料的研究。

　　该研究的共同作者Peter Liljeroth在一份媒体声明中表示，“研究复杂的量子材料受到了天然化合物特性的阻碍。我们的目标是生产人工设计材料，这种材料可以很容易地在外部调节和控制，以扩大在实验室中可以实现的独特现象的范围。例如，重费米子材料可以作为拓扑超导体，这可以用于构建对噪声和环境扰动更强的量子位，从而降低量子计算机的错误率。”

　　该论文的第一作者，Liljeroth小组的博士生Viliam Vaňo表示，“如果能在现实生活中制造出这样的装置，将能够轻易地将重费米子材料系统整合到电子设备中，并在外部进行调谐，从而最终因此受益。虽然新材料中的两层都是硫化钽，但它们在性质上有细微但重要的区别。其中一层像金属一样传导电子，而另一层的结构变化导致电子被局限到一个规则的晶格中。这两种结果的结合导致了重费米子物理的出现，而这两个层无法单独形成该现象。”

　　这种新的重费米子材料也为探测量子临界性提供了强有力的工具。该研究的共同作者Jose Lado表示，“当材料开始从一个集体量子态移动到另一个量子态时，可以达到一个量子临界点，例如从一个普通的磁铁到一个纠缠的重费米粒子材料。在这些状态之间，整个系统非常关键，对最轻微的变化做出强烈反应，并提供了一个设计更独特的量子物质的理想平台。”

　　Liljeroth认为，这些发现有助于未来进一步探索在每个薄层对于另一个薄层的旋转时，系统如何做出反应，并尝试修改层间的耦合，以调整材料的量子临界行为。