当今高性能计算在部分任务上仍面临瓶颈，包括新药设计与加密破解等。研究人员指出，无误差量子计算被视为潜在解决路径之一，但其实现依赖具备拓扑超导体特性的材料，而相关材料制备难度较高。

芝加哥大学分子工程普利茨克学院（UChicago PME）与西弗吉尼亚大学的研究团队报告称，他们在铁碲硒（FeTeSe）超薄薄膜体系中，通过调整碲（Te）与硒（Se）的化学配比，实现了材料在不同量子相之间的切换，其中包括拓扑超导体相关的量子态。相关成果发表于《自然通讯》（Nature Communications）。

研究团队将碲与硒生长为仅约10个原子层厚的铁碲硒薄膜，并对两种元素比例进行精确控制。论文称，随着配比变化，材料中电子之间的关联强度随之改变，即单个电子受周围电子影响的程度发生变化；研究人员将其描述为可用于调控奇异量子相的敏感参数。

该研究第一作者、UChicago PME研究生林浩然表示，电子关联效应可被“像调节旋钮一样”控制：关联过强时电子趋于被固定，过弱则材料可能失去特殊的拓扑性质，而在合适区间内可形成拓扑超导体相关状态。通讯作者、UChicago PME分子工程助理教授杨硕龙称，这一方法为量子材料设计提供了新的工具。

研究团队同时报告了随碲含量变化出现的两次相变行为。论文介绍，铁碲硒是一类较新被发现、已知可同时呈现超导性与拓扑性质的材料。西弗吉尼亚大学物理学助理教授、论文作者苏巴希什·曼达尔表示，该材料具备实现拓扑超导所需的关键要素，包括超导性、强自旋轨道耦合以及显著电子关联，因此适合用于研究不同量子效应之间的相互作用与竞争。

研究称，当碲含量超过70%时，材料发生第一次转变：从拓扑平凡态转为拓扑非平凡态，并形成受保护的表面态。论文指出，这一转变此前已被理论预测，并在块体晶体中观察到。

不过，在接近纯铁碲的成分区间，研究团队观察到拓扑表面态消失，材料回到拓扑平凡相。曼达尔团队研究生克里斯托弗·雅各布斯使用计算方法对该现象进行解释。论文给出的结论是，随着碲浓度进一步增加，电子关联运动方式发生变化，而电子关联在量子态与拓扑态形成中起到驱动作用。曼达尔表示，这一结果提示电子关联可能是工程化拓扑量子物质的重要工具。

在应用层面，研究人员指出，拓扑超导体因其拓扑态具有稳定性与抗干扰特征，被认为在未来量子器件构建中具备潜力。论文同时提到，与部分候选平台相比，铁碲硒薄膜的工作温度可达13开尔文，而铝基系统约为1开尔文；薄膜形态也更便于控制并适配器件制造。林浩然表示，若要面向实际应用，需要能够直接生长薄膜，而非从成分可能不均匀的块体晶体中剥离。

研究团队称，已有多个团队与其合作对薄膜进行图案化并制造量子器件，相关材料性质的进一步表征工作仍在推进。