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据科技日报记者张佳欣报道,谷歌“量子人工智能”团队在一篇去年10月发布在预印服务器arXiv上的论文中,宣布他们首次使用超导量子处理器观察到了非阿贝尔任意子的特殊行为。这篇论文最终于今年5月11日发表在《自然》杂志上。
该论文详细描述了一个超导处理器中量子比特多体波函数托管的非阿贝尔任意子编织的实验观察。实验由谷歌“量子人工智能”团队在一个5×5量子比特超导量子处理器上进行,实验包含在一个跨越许多量子比特的量子纠错代码中创造缺陷。研究人员使用非阿贝尔编织法来创建纠缠态,为未来在量子计算或量子纠错中的应用提供了前景。
那么,什么是非阿贝尔任意子呢?如果有人向你展示两个相同的物体,请你闭上眼睛。再睁开眼睛后,你是否能确定它们已被交换过呢?直觉告诉我们这无从判断。但在量子力学中,即使它们完全相同,非阿贝尔任意子仍然可能保留对其存在交换过程的“记忆”。
这种“记忆”可以看作时空中的一条连续线,也就是粒子的“世界线”。当两个非阿贝尔任意子交换时,它们的世界线会相互缠绕。用恰当的方式将它们包裹起来,就会产生结和辫子,为拓扑量子计算机的基本操作打下基础。
最近,量子计算公司Quantinuum发表了一项新研究,为谷歌“量子人工智能”团队最初的发现增添了补充。这项新研究开辟了一条通向拓扑量子计算的新途径,其操作是通过将非阿贝尔任意子像辫子一样相互缠绕在一起来实现的。这也是量子纠错领域取得重大进展的里程碑之一。
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