量子处理器上首次造出任意子世界聚焦

2023-05-11 09:15:22 来源：科技日报

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据《自然》网站9日报道，美国Quantinum量子计算公司研究人员称，他们首次在量子处理器上“制造出”了任意子（anyons），这一成果有望促进容错量子计算机的研发。相关报告已经提交论文预印本网站。

H2量子处理器。图片来源：《新科学家》网站

组成物质世界的基本粒子通常根据其携带的自旋分为两类：自旋为整数的玻色子（如光子）和自旋为半整数的费米子（如电子），但1977年两位挪威科学家提出一个令人惊讶的新理论：在二维空间中存在某种粒子，其行为服从介于玻色统计和费米统计之间的新的分数统计。美国物理学家、诺贝尔物理学奖得主维尔泽克将这类准粒子命名为任意子。

物理学家预测，当任意子交换位置或相互循环（编织）时，准粒子的量子态就会改变。编织某些类型的任意子可能是构建更好量子计算机的有用技术。当前的量子计算机极易出错，而编织过的任意子在存储信息上可更好地不受错误干扰，这使其有助科学家开发更具容错能力的量子计算机。

在最新研究中，Quantinum物理学家亨瑞克·德雷尔及其合作者使用了名为H2的新型量子处理器，该处理器使用镱和钡离子通过磁场和激光捕获来创造量子比特。研究团队将这些量子比特编织成笼目图案（一个由交错的三角形组成的网络），得到量子比特的量子力学特性与预测的任意子相同。

普渡大学实验物理学家米歇尔·曼夫拉认为，尽管最新研究结果令人印象深刻，但并没有真正产生任意子，只是模拟了它们的一些性质。不过，研究人员表示，粒子的行为符合定义，它们仍然可成为量子计算的基础。

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