在科隆大学拓扑物质实验室，物理学家首次直接观测到了理论早在2008年就预言过的量子态。该装置——拓扑绝缘体表面上的约瑟夫森结——展现出的正是超导性与拓扑表面电子相互作用时应当出现的那种高导电安德烈夫态。
由安藤洋一（Yoichi Ando）教授领导、雅各布·施卢克博士和埃拉·尼科德姆参与的团队采用了隧穿谱学方法。他们通过改变两个超导体之间的相位差并施加磁场，测量了结内态的能谱。结果与亚琛莱茵-威斯特法伦工业大学法比安·哈斯勒小组的计算以及梁富和查尔斯·凯恩的模型相吻合。
拓扑绝缘体只在表面导电，内部仍是绝缘体。当这一表面与超导体相接时，界面处会产生特殊的电子-空穴对——安德烈夫态。在普通材料中，它们的行为与在拓扑表面上不同：在这里，它们在很宽的载流子密度范围内保持高导电性，并在磁场作用下局域于结的特定区域。
这一观测巩固了拓扑量子计算的理论基础。在这样的系统中，马约拉纳零模可以非局域地存储信息，使其免受局域扰动和错误的影响。目前，向拓扑超导的转变——能隙的闭合与重新打开——尚未被记录到，但已获得的数据与预言高度精确地吻合。
研究结果于2月2026年发表在《Science Advances》杂志上。研究人员强调：下一步是提高实验的能量分辨率和时间分辨率，以捕捉拓扑相变发生的那一刻本身。
科隆的真实实验表明，拓扑绝缘体表面的行为恰恰符合未来抗错量子比特所需，而这已经在改变通往实用拓扑量子计算机的可能路径图。
