隨著計算機技術的發展，支配計算機行業44年的摩爾定律逐漸失效。我們最擔心的是摩爾定律之后計算機世界將會發生什么。們可以從根本上改變芯片的含義，尋找替代硅的新材料或改變當前的IT框架。
　　中的一個框架是基于拓撲相變理論的，該理論曾獲得2016年諾貝爾物理學獎，電纜拓撲絕緣體是一種拓撲材料，在量子計算機中具有巨大的潛在應用價值。文將討論在量子計算機中使用拓撲絕緣體的前景，并從專利和科學文獻的角度討論其發展背景的研究和分析。撲狀態當前是一個蓬勃發展的領域，先驅者Solis，Holden和Costeliz應該贏得諾貝爾物理學獎。前，索利斯和他的合作者曾提出使用“陳樹”（中國數學家陳勝深提出的一個概念）來理解量子霍爾效應，然后霍爾丹的量子異常霍爾效應模型可以智能地實現它。數不為零。是，這種模型直到最近才引起足夠的重視。

　　
　　年來，清華大學的薛其坤教授和其他研究小組尚未通過磁摻雜拓撲絕緣體和其他拓撲材料的實驗得到證實。Geim和Novoselov于2005年生產了單原子石墨烯層。005年，Kane和Mele將自旋-軌道耦合引入了單層石墨烯模型中，以取代原始的假想周期性磁場，從而發現了時間反轉。霍爾的量子系統不同。變拓撲絕緣子，也稱為Z2拓撲絕緣子[1]。壽生通過其他理論獨立提出了自旋的量子霍爾效應[2]。
　　維拓撲隔離器的能帶在費米能級處具有能隙，電纜但在其表面處沒有能隙時具有表面狀態。種能量矩的表面狀態分散關系具有類似于石墨烯的電子狀態的二維狄拉克錐結構。石墨烯相反，該表面狀態除狄拉克點之外都呈自旋極化狀態（見圖1c），因此可以直接產生自旋相關效應，從而可以發展自旋電子學。何新想法。Z2拓撲絕緣子的概念迅速向大量材料表明使用了這種拓撲絕緣子。極大地擴展了材料和拓撲效應的研究領域，并提供了對拓撲絕緣子未來發展前景的更好理解。
　　箭頭指示當前方向，右箭頭指示旋轉方向。旋量子霍爾效應與霍爾效應一樣，將電子移動到塊邊界的上游。霍爾效應中，電子僅沿一定極限方向移動（如圖1所示），但在自旋量子霍爾效應中，每個極限都有兩個由兩個態組成的能帶。-limits，每個都有（k， ）狀態，然后還有另一組對應的狀態（-k，-），其中 -代表旋轉。子一次向一個方向移動，而向相反方向移動。們的數量相等，因此沒有凈電流，即沒有霍爾電導。是，沿不同方向移動的兩個電子具有相反的自旋方向。
　　此存在凈自旋電流。類似于霍爾效應的方式，對該自旋電流的電導進行量化。此，它被稱為自旋量子霍爾效應。旋量子霍爾效應和量子霍爾效應之間的區別是沒有外部磁場。果外部磁場系統的時間反轉對稱性被破壞，則自旋量子霍爾效應此時不再存在。旋量子霍爾效應系統的材料是拓撲絕緣體之一。自旋量子霍爾效應中，每個邊界上都有兩個邊界帶。兩個譜帶的手性相同，因此將出現自旋量子霍爾效應，但假設邊界上有四個能量。個能帶的手性相同，而另兩個能帶的手性并不相同，此時，沿邊界方向移動的電子的自旋可以是正或負。并且數字相等。取消。沒有電流也沒有自旋電流。
　　以它是另一個絕緣體。兩個絕緣體由于其能帶的拓撲特性不同而有所不同。里所說的是二維拓撲的情況。常，塊內的電子是隔離的，邊緣電子是導電的，因為它們可以在能帶之間的帶隙上形成隧道。1982年的一次公開演講中，著名的物理學家Feynman提出了一個使用量子計算系統進行計算的新想法，而英國物理學家Duss則在1985年提出了量子圖靈機模型。2012年諾貝爾物理學獎授予法國物理學家Serge Aroche和美國物理學家David Vineland以表彰他們在量子物理學方面的杰出研究。華大學于2012年12月21日提交的專利。提出了一種量子阱薄膜器件，該器件包括磁性摻雜的拓撲絕緣體，該薄膜材料為Cry（BixSb1-x）2-yTe3，其中Cr引入了孔型支撐。Bi引入的載流子和電子載流子相抵消，這在宏中具有異常的量子霍爾效應。2013年，麻省理工學院的科學家在《自然通信》 [3]上發表了一篇文章，聲稱石墨烯可以在一定條件下轉變為拓撲絕緣，從而為量子計算機的發展提供了新的見解。表明石墨烯型拓撲絕緣體在量子計算機中具有巨大的潛在價值。國科學院物理研究所于2016年5月5日提交了專利申請。
　　提出了一種具有異常量子霍耳效應的材料以及一種由此產生的霍耳器件。裝置包括拓撲絕緣襯底，并且襯底中的三個摻雜元素引入電子型介質，空穴型介質和磁性，從而形成雙磁性拓撲絕緣體。撲絕緣襯底是Sb2Te3。上結果提供了用于制造諸如晶體管的低能耗電子設備的組件的基礎，并最終促進了全拓撲量子計算機的實現。近對專利和文獻的分析表明，當前的研究集中在中國和美國以及其他科學力量，從石墨烯到人工合成的拓撲材料，再到基于該材料的各種成分，拓撲絕緣體。一定的研究基礎。管關于拓撲絕緣體和異常量子霍爾效應的理論研究已經成熟，但從長遠來看，它在組件中的應用仍然非常多。
　　且由于這項研究，我們發現異常量子霍爾效應領域的專利申請數量非常低，并且在可預見的將來，拓撲絕緣子專利布局的競爭也越來越激烈。子霍爾效應異常的相關成分將越來越猛烈。有很長的路要走，在新一代計算機（量子計算機）的研究和開發領域還剩下一些。
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