曾为微软开发拓扑量子计算机的荷兰团队再次被撤稿

光子盒研究院出品

2022年4月25日，代尔夫特理工大学（TU Delft）Leo Kouwenhoven研究团队的科学论文再次从《自然》杂志撤回，原因与第一次撤稿如出一辙，他们遗漏了关键数据。

早在2018年，荷兰物理学家、当时的微软员工Leo Kouwenhoven及同事发表了一篇《自然》论文，证明他观察到了一种难以捉摸的粒子——马约拉纳费米子。

然而，到了2021年初，Leo Kouwenhoven和他的21位合著者发文表示，三年前他们并未发现马约拉纳费米子，作者的一份附加说明表示，这篇发表在《自然》杂志上的原始论文将以“技术错误”为由被撤回。

原始论文：

https://arxiv.org/abs/2101.11456（《自然》原稿已撤回）

撤稿声明：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03373-x

代尔夫特理工大学随后开始对该研究团队的工作方法进行两次完整性调查。这些调查现在仍在进行中，同时《自然》杂志已经撤回了第二项研究（2017）。

原始论文：

https://www.nature.com/articles/nature23468

撤稿声明：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04704-2

Kouwenhoven是一位备受赞誉的量子研究人员，也是代尔夫特理工大学教授。2007年，Kouwenhoven因其研究获得了“斯宾诺莎奖”（荷兰科学界的最高荣誉）；2016年，他成为代尔夫特理工大学新实验室的主任，参与开发微软公司的量子计算机；Kouwenhoven在2022年3月离开了微软，根据Kouwenhoven早些时候的说法，他的离职与2018年论文的撤回无关。

值得一提的是，Kouwenhoven目前正在休假，因此没有回应对第二次撤稿置评的请求。

Leo Kouwenhoven（左1）

早在2005年，微软就开始研究拓扑量子计算机，这种架构的特点就是稳定。

在超导等架构下，量子比特的数量一多，错误率就会急剧上升。错误就来自局域噪音（Local Noise）：在微观世界，哪怕极其微小的电磁场都会对粒子构成干扰，产生所谓的局域噪音。

而拓扑量子比特就不同，它是通过基本粒子的拓扑位置和拓扑运动来处理信息的。就像远古时代人类结绳记事，利用不同的节点绳子编织的（拓扑）结构的不同代表不同的信息，无论如何晃动绳子（微扰），信息的存储都是稳定的。

拓扑量子计算示意图

拓扑量子比特的关键就是马约拉纳费米子。自2010年以来，Kouwenhoven和他的同事们开始试图用纳米线找到马约拉纳费米子（Majorana fermion）。

为什么需要马约拉纳费米子？因为目前用于量子计算的粒子的量子态并不稳定，而马约拉纳费米子的反粒子就是自己本身，它的状态非常稳定。

马约拉纳费米子于1937年由意大利物理学家Ettore Majorana提出。然而80多年过去了，捕获马约拉纳费米子依旧是世界难题。但微软公司对马约拉纳费米子的存在深信不疑，并希望通过马约拉纳费米子来制造出真正稳定的量子比特。

自2016年以来，Kouwenhoven一直在为微软研究拓扑量子计算机。2018年由他领导的一个研究团队宣布发现马约拉纳粒子(可以作为拓扑量子比特)。去年年初，他们由于数据处理问题撤回了该论文。

但就在最近，微软的另一个团队——哥本哈根微软量子材料实验室向着拓扑量子计算机迈出了重要一步，他们使用的方法与Kouwenhoven团队不同。哥本哈根团队通过马约拉纳零模和可测量的拓扑间隙创建和维持量子相位的能力，消除了产生拓扑量子比特的最大障碍。

莱顿大学的物理学家Carlo Bennacker在接受采访时表示，也许微软正在与其他研究人员一起开辟一条新的道路。

本次撤回的论文于2017年发表在《自然》杂志。在2017年的研究中，Kouwenhoven研究团队与荷兰埃因霍温理工大学的Erik Bakkers教授一起宣布开发了一种用于产生马约拉纳费米子的材料。Bakkers在埃因霍温的团队专门从事纳米制造，并建立了一个纳米线网络；Kouwenhoven在代尔夫特的研究团队研究了纳米线网络对产生马约拉纳费米子的适用性。

埃因霍温理工大学开发的纳米线网格

在论文中，研究人员声称这确实是未来为量子计算机生成马约拉纳费米子的完美材料。

但这一说法现在受到质疑。4月19日，由于数据处理问题，研究作者从《自然》杂志上撤回了论文。撤回原因是，剪切并粘贴了一些与声明相矛盾的图表和数据，这些图表和数据已从出版物中删除。因此，所有25位合著者都同意撤回该论文的决定。

“这项研究被撤回是非常令人失望的，”Bakkers回应道：“但我仍然支持我们在埃因霍温大学所做的工作。我仍然为此感到自豪。”Kouwenhoven由于五月假期而缺席，因此没有回应置评请求。

2021年2月，代尔夫特理工大学对Kouwenhoven研究团队进行了第二次诚信调查，当时他们收到报告称该团队的更多研究可能包含错误。如今，这项调查仍在进行中。

两项完整性研究之一的发现是否是研究人员第二次从《自然》杂志上撤回研究的原因？当第一项研究在去年被撤回时，作者主动检查了数十项研究以查找错误，包括2017年的这项研究。

Kouwenhoven研究团队前成员Mourik和Frolov说，他们在该团队的至少另外两项研究中发现了问题，但还不清楚之后会发生什么。

参考链接：

https://pledgetimes.com/second-article-by-delft-quantum-researchers-withdrawn/

https://www.nrc.nl/nieuws/2022/04/25/tweede-artikel-van-delftse-quantumonderzoekers-teruggetrokken-a4118477

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