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2017-09-12 23:30 |
潘建偉團隊拓撲量子計算再獲突破
從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉教授及其同事苑震生、陳宇翱等人近期在國際上首次通過量子調(diào)控的方法，在超冷原子體系中發(fā)現(xiàn)了拓撲量子物態(tài)中的準粒子——任意子，并證實了任意子的分數(shù)統(tǒng)計特性，向著實現(xiàn)拓撲量子計算邁出了重要一步。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·物理學(xué)》日前發(fā)表了該成果。 T:g4D z*2\
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組成物質(zhì)世界的基本粒子通常根據(jù)其攜帶的自旋分為兩類：自旋為整數(shù)的玻色子（如光子）和自旋為半整數(shù)的費米子（如電子）。但1977年兩位挪威科學(xué)家提出一個令人驚訝的新理論：在二維空間中存在某種粒子，其行為服從介于玻色統(tǒng)計和費米統(tǒng)計之間的新的分數(shù)統(tǒng)計。由這類奇異粒子構(gòu)成的物理系統(tǒng)，其波函數(shù)在兩粒子坐標交換的情況下不體現(xiàn)對稱或反對稱性，而是獲得一個任意的相位因子。美國物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎得主維爾澤克將該類準粒子命名為“任意子”。 [N95 .a D
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任意子的理論被提出后不久，物理學(xué)家就在實驗中捕捉到了它的蹤跡。但如何直接實驗觀測任意子交換時產(chǎn)生的拓撲相位，進而驗證其分數(shù)統(tǒng)計特性，一直是一個巨大的實驗挑戰(zhàn)。有學(xué)者提出一個大膽的設(shè)想，利用拓撲材料保護量子比特、并操控材料中的任意子進行量子計算。理論研究表明，拓撲量子計算可以達到很高的容錯能力，激發(fā)了科學(xué)家們研制量子計算機的熱情。 d7_
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