研究人員用量子計算機創(chuàng)造出“任意子”
據英國《新科學家》周刊網站近日報道,研究人員用量子計算機創(chuàng)造出了一種人們尋找很久的、能記得自己過去的神秘粒子。這種被稱為“任意子”(anyon)的粒子可能在未來提高量子計算機的性能。
任意子與我們所知道的任何其他粒子都不同,因為它對自己的過去保持著某種記錄。通常情況下,像電子或光子那樣反復交換的粒子使它們完全可以互換,不可能區(qū)分已經發(fā)生的交換。 但在上世紀70年代,物理學家就認識到,某些只能存在于二維空間的準粒子情況并非如此。顧名思義,準粒子不是真正的粒子,它們是表現得像粒子一樣的集體振動。 與其他粒子不同,交換任意子從根本上改變了這些準粒子,交換次數影響著它們的振動方式。一個被稱為“非阿貝爾任意子”(non-Abelian anyon)的特殊群體對它們自己被交換的順序“記憶猶新”,就像一根編織的繩子會保留股線交叉的順序那樣。但是,一條繩子的不同線頭交叉時是實體互動,而任意子則是通過奇怪的量子糾纏現象相互作用,其中粒子屬性在空間里密不可分。 這種固有的記憶和準粒子的量子特性,使非阿貝爾任意子成為量子計算的一種誘人方式,但過去在實驗中從未發(fā)現非阿貝爾任意子。 現在,匡蒂納姆量子計算公司的亨里克·德萊爾和同事們表示,他們已經做到了這一點。研究人員研發(fā)了一種名為“H2”的新型量子處理器,用磁場和激光捕獲的鐿和鋇離子來創(chuàng)造量子計算機運行的基本模塊——量子比特。 然后,他們把這些量子比特糾纏在一個名為“可果美”晶格的形體中,這種環(huán)環(huán)相扣的連鎖星體在日本傳統(tǒng)的編織籃子中很常見。這就使量子比特具備了任意子預計會有的同樣的量子力學特性。當研究團隊以相當于移動任意子的方式調整量子比特之間的相互作用時,他們可以測試并確認任意子特性發(fā)生依賴于交換的獨特變化。 牛津大學的史蒂文·西蒙說:“這是第一個能夠做到這一點的令人信服的測試,因此,這將是你會稱之為‘非阿貝爾拓撲次序’的第一個案例!彼f,你可以用量子計算機來研究任意子這一事實,對于想要更好地了解這種奇異物質狀態(tài)的研究人員來說也很有用。 但并非所有人都同意匡蒂納姆量子計算公司不只是模擬了而是實際創(chuàng)造了非阿貝爾任意子。英國利茲大學的揚尼斯·帕喬斯說:“我知道他們對自己的工作非常興奮,他們應該興奮,但這還只是一個模擬。”他說,這意味著它可能缺乏真東西的某些特性。 德萊爾則持不同看法。他認為,任意子的準粒子性質意味著,模擬與真東西完全一樣。德萊爾說:“這些任意子的一個違反直覺的特性就是它們并不是真正的有形物質,它們不在乎它們是由什么構成的。它們只是關于信息與糾纏——所以,如果你有任何可以創(chuàng)造那種糾纏的系統(tǒng),你就可以創(chuàng)造相同類型的任意子! |
最新評論
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redplum 2023-05-18 00:30這個太重要了
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likaihit 2023-05-18 00:30超級技術
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phisfor 2023-05-18 07:02研究人員用量子計算機創(chuàng)造出“任意子”
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星空38 2023-05-18 07:27這種被稱為“任意子”(anyon)的粒子可能在未來提高量子計算機的性能。
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tomryo 2023-05-18 08:00研究人員用量子計算機創(chuàng)造出“任意子”
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chenming95 2023-05-18 08:39任意子
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camelots 2023-05-18 08:52研究人員用量子計算機創(chuàng)造出“任意子”
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churuiwei 2023-05-18 09:04牛津大學的史蒂文·西蒙
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宿命233 2023-05-18 09:11研究人員用量子計算機創(chuàng)造出“任意子”
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wmh1985 2023-05-18 09:13與其他粒子不同,交換任意子從根本上改變了這些準粒子,交換次數影響著它們的振動方式。一個被稱為“非阿貝爾任意子”(non-Abelian anyon)的特殊群體對它們自己被交換的順序“記憶猶新”,就像一根編織的繩子會保留股線交叉的順序那樣。但是,一條繩子的不同線頭交叉時是實體互動,而任意子則是通過奇怪的量子糾纏現象相互作用,其中粒子屬性在空間里密不可分。