量子处理器上首次【cì】造出【chū】任意子，有望【wàng】促【cù】进容错量子计算机开【kāi】发 全【quán】球独家

(资料图)

科技日报记者 刘霞

据《自然》网站9日报道【dào】，美国Quantinum量子【zǐ】计算公司研究人【rén】员称【chēng】，他们首次在量子处理器上“制造出”了【le】任意子【zǐ】（anyons），这【zhè】一成果有望促进容错量【liàng】子计算机的研【yán】发。相关报【bào】告【gào】已经提【tí】交论【lùn】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【jù】其携带的【de】自旋分为两类【lèi】：自旋为整数的玻色子（如【rú】光子）和自旋为半整数【shù】的费米子【zǐ】（如【rú】电子【zǐ】），但1977年两位挪威科学家提出一【yī】个令人惊讶的【de】新理【lǐ】论：在【zài】二维空间中存【cún】在某种粒【lì】子，其行为服从介于玻色统计和费米统【tǒng】计之间的新的分数【shù】统计【jì】。美【měi】国物理学家、诺贝【bèi】尔物理学奖得主维尔泽【zé】克将这类准【zhǔn】粒【lì】子命名【míng】为任意【yì】子【zǐ】。

物【wù】理学【xué】家预测，当任【rèn】意子【zǐ】交换【huàn】位置或相互循环（编织）时，准粒子【zǐ】的量子态就会【huì】改变。编织某些类【lèi】型的任意【yì】子可能是构建【jiàn】更好量子计【jì】算机的【de】有用【yòng】技术【shù】。当前的量【liàng】子【zǐ】计【jì】算机极易出错，而编织过的任意子在存储信息【xī】上可【kě】更好地不受错误【wù】干扰，这使其【qí】有助科学家开发更具容错能力的量子计算机。

在最【zuì】新研究【jiū】中，Quantinum物理学家亨瑞克·德雷尔及其合【hé】作者使用【yòng】了名为H2的新型【xíng】量子【zǐ】处理器，该处理器使用镱和钡离子通过磁场【chǎng】和激光捕获来创【chuàng】造【zào】量子【zǐ】比特。研究团队将这些量子【zǐ】比【bǐ】特编织成笼目【mù】图案（一【yī】个由交【jiāo】错的三【sān】角形组成的网络），得到量子比特的量【liàng】子力学特【tè】性与预测的任【rèn】意子相同。

普【pǔ】渡大学实验【yàn】物【wù】理学【xué】家米歇尔·曼夫【fū】拉认为，尽【jìn】管最新研究【jiū】结果令人【rén】印象深刻【kè】，但并没有真正【zhèng】产生任意子，只【zhī】是【shì】模拟了它们的一【yī】些性质【zhì】。不【bú】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。