维也纳工业大学的研究人员宣布发现了一种量子材料，在这种材料中，电子不再表现出粒子特性，但仍然表现出奇异的拓扑态，这挑战了人们对这些状态依赖于粒子行为的传统理解。这项于2026年1月15日发表的研究表明，拓扑学（数学的一个分支，研究通过形变保持不变的性质）比以前认为的更基本和更普遍。

几十年来，物理学家一直认为，尽管量子力学规定了电子位置的不确定性，但电子的行为就像在材料中移动的粒子。这种类似粒子的行为被认为是拓扑态出现的基础，由于其对缺陷的鲁棒性，拓扑态在量子计算和先进电子学中具有应用前景。

维也纳工业大学的首席研究员乌尔里希·霍恩斯特教授解释说：“人们一直认为这些拓扑态与电子的粒子性质内在相关。我们的研究表明，情况并非一定如此。我们研究的材料即使在电子的粒子身份完全模糊的情况下，也显示出这些状态。”

该团队的工作重点是他们在实验室合成的一种新型量子材料。通过光谱测量和理论建模相结合，他们观察到材料中的电子存在于高度纠缠的状态，其个体粒子特征无法区分。尽管如此，该材料仍表现出明显的拓扑态特征。

参与该项目的博士后研究员玛丽亚·罗德里格斯博士说：“这一发现对新型量子材料的开发具有重要意义。它开启了基于完全不同原理设计具有拓扑性质的材料的可能性，从而可能产生更稳定和通用的量子器件。”

其影响扩展到更广泛的凝聚态物理领域。参与该研究的理论物理学家扬·施密特博士表示：“这迫使我们重新思考对拓扑态如何产生的基本理解。这表明拓扑学的底层数学结构比特定的物理实现更重要。”

行业专家认为，这一突破可能会加速拓扑绝缘体（仅在其表面导电的材料）和拓扑超导体（可能实现容错量子计算）的开发。一些专门从事量子材料的公司已经在探索这些发现的潜在应用。

量子计算领域的领先公司QuantumLeap Technologies的发言人表示：“这项研究为创建稳健且可扩展的量子技术提供了一条新途径。在不依赖类似粒子的电子的情况下设计拓扑态的能力，可以克服目前阻碍量子计算进展的一些限制。”

维也纳工业大学的研究团队现在正专注于探索其他表现出类似行为的材料，并开发理论模型以更好地理解其潜在机制。他们还在与实验小组合作，以基于这些新型拓扑材料制造原型器件。下一阶段的研究将涉及测试这些器件在各种条件下的稳定性和性能，从而为潜在的商业应用铺平道路。