量【liàng】子处理器上首次【cì】造出任意子，有望促进容【róng】错量子计【jì】算机【jī】开发 全球独家

(资料图)

科技日报记者 刘霞

据《自【zì】然》网站9日报道，美国Quantinum量子计算公司研【yán】究人员【yuán】称【chēng】，他们【men】首次在量子处理器上【shàng】“制造出”了【le】任【rèn】意子【zǐ】（anyons），这一成果【guǒ】有望【wàng】促进容错量子计算机的【de】研发。相关报告已经提【tí】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【zhì】世界的基本粒子通常根据其携带的【de】自旋分为两类：自【zì】旋为整数的玻色子（如光【guāng】子）和自旋为半整数的费米子（如【rú】电子），但1977年两位挪威科学家提【tí】出一【yī】个令人惊讶的新理论：在二维空【kōng】间中【zhōng】存【cún】在某种粒子【zǐ】，其行【háng】为服从介于玻色统【tǒng】计和费米统计之间的新的分数统计。美【měi】国物理学家、诺【nuò】贝尔【ěr】物理【lǐ】学【xué】奖得主维尔泽克将【jiāng】这【zhè】类【lèi】准粒【lì】子命名为任意【yì】子【zǐ】。

物理学家预测，当任意【yì】子交换位置或相【xiàng】互循环（编织）时，准粒子的量子态就会改变。编织某些类【lèi】型的任意子【zǐ】可能【néng】是【shì】构建更好量子计【jì】算机的有【yǒu】用技术【shù】。当前【qián】的量子计【jì】算机极【jí】易出【chū】错，而编织过的任意子在存储【chǔ】信息上可更好地不受错误干扰【rǎo】，这使其有助【zhù】科【kē】学家开发更具容错能【néng】力【lì】的量【liàng】子【zǐ】计【jì】算机【jī】。

在最新研究中，Quantinum物理学家亨瑞克·德雷尔及【jí】其合作者【zhě】使用了名为H2的新型【xíng】量【liàng】子处【chù】理器，该处理器使用镱和钡离子【zǐ】通【tōng】过磁场和激光【guāng】捕获来创造量子比特。研【yán】究团【tuán】队将这些量子比特编织成笼目图案（一【yī】个由【yóu】交错的【de】三角形组成的网络），得到量子比【bǐ】特的【de】量子【zǐ】力学特性与预测的任意子【zǐ】相同。

普渡【dù】大学实【shí】验物理学家米歇【xiē】尔·曼夫拉【lā】认为【wéi】，尽【jìn】管最新研究结【jié】果令人【rén】印象深刻，但并没有真正产生任意【yì】子，只【zhī】是模拟了它们的一些性质。不【bú】过，研【yán】究【jiū】人员【yuán】表示，粒子的行为符合定义，它【tā】们仍然可【kě】成为量子计算的基础。