中国在1.58维空间制造超导材料？会带来室温超导等意外发现吗？

7月1日，《自然-物理学》发表了一篇论文，中国上海交大和荷兰乌得勒支大学的国际科学家团队发现，1.58维空间中可能存在拓扑绝缘体 ，可用于节能信息处理。上海交大将尝试在1.58维分形结构上生长超导体，有可能为室温超导提供一个新的研究平台吗？

拓扑绝缘体是一种特殊的材料，它的内部像绝缘体一样阻碍电流流动，但表面却可以无损耗地传导电流，也就是电子只能在它的表面移动。2016年，三位美国科学家因拓扑绝缘体相关研究而获得了诺贝尔物理学奖。

拓扑绝缘体的这些特性最初只能在极强磁场和零下270度左右的极低温度下实现，但2017年、2019年和2022年，麻省理工、上海科技大学、普林斯顿大学的研究人员，分别发现了室温下铋基材料表现出拓扑绝缘体的特性，有的甚至无需磁场。这让拓扑绝缘体在电子设备上的应用可能会逐渐走向现实，比如制造更节能的芯片和物理量子位等。

这次的发现首先是上海交大研究人员在半导体锑化铟上生长铋，获得了自发形成的分形结构。乌得勒支大学则通过理论计算发现，这些结构可以在有限能量下表现得像二维拓扑绝缘体，而零能量下在角落展现出可能用作量子比特的状态。

这意味着在一维和二维之间的1.58维，可能存在着一个没有能量损失的世界，具有零维角模式和无损耗的一维边缘态，这一发现可能为量子计算机的基本构建块——量子比特开辟新的路径。

为什么是1.58维呢？这是德国数学家费勒克斯·豪斯多夫定义的一种维度，可以是非整数维，分形结构的豪斯多夫维就可能不是整数，1.58维我估计是铋在锑化铟上生长形成的分形结构的维度。

你可能很难想象这个世界还存在1.58维空间，但事实上分形结构比比皆是，非整数维空间也可能多如牛毛。

所谓分形，就是大自然的俄罗斯套娃，无论如何缩放，都会呈现相似的模式，这叫自相似结构。比如海岸线、山脉、云彩、雪花、蕨类的叶片，你的肺、大脑神经网络、花椰菜等等，都是分形结构，你把它们放大后，会看到和它们没有缩小前相似的形状。

上海交大的团队已计划在这种分形结构上寻找超导体，结合前面三所大学的发现，是不是有可能在分形中发现室温超导呢？或许分形结构的特殊几何，有可能创造出有利于电子配对的条件？当然，这些只是我的猜测，没有什么科学依据，大家看看就行了。

1.58维能带来意外发现吗？其他维度呢？让我们拭目以待！

参考：

Nature Physics：Topological edge and corner states in bismuth fractal nanostructures

Physical Review Letters：Room-Temperature Spin-Orbit Torque Switching Induced by a Topological Insulator

Springer Link：Quantum Spin Hall States in 2D Bismuth-Based Materials

Nature Materials：Evidence of a room-temperature quantum spin Hall edge state in a higher-order topological insulator

Phys：Can a computer chip have zero energy loss in 1.58 dimensions?