超導(dǎo)量子芯片成功編織非阿貝爾任意子

【資料圖】

在去年10月發(fā)布在預(yù)印服務(wù)器arXiv上并于今年5月11日發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中，谷歌“量子人工智能”團隊宣布，他們首次使用超導(dǎo)量子處理器觀察到了非阿貝爾任意子的特殊行為。

拓?fù)淞孔佑嬎闶峭ㄟ^纏繞非阿貝爾任意子的“世界線”來完成的。

圖片來源：谷歌量子人工智能

論文詳細介紹了一個超導(dǎo)處理器中量子比特多體波函數(shù)托管的非阿貝爾任意子編織的實驗觀察。實驗由谷歌“量子人工智能”團隊在一個5×5量子比特超導(dǎo)量子處理器上進行，實驗包含在一個跨越許多量子比特的量子糾錯代碼中創(chuàng)造缺陷。研究人員使用非阿貝爾編織法來創(chuàng)建糾纏態(tài)，為未來在量子計算或量子糾錯中的應(yīng)用提供了前景。

如何理解非阿貝爾任意子?想象一下，當(dāng)有人展示兩個相同的物體，然后要求觀察者閉上眼睛。再次睜開眼睛后，如果還是看上去一模一樣的物體，人們能否確定它們已被交換?直覺告訴人們，這無從判斷。而量子力學(xué)允許一種奇異的事情發(fā)生：盡管完全相同，但它們兩個何時被交換過，非阿貝爾任意子可能保留這一“記憶”。

這種“記憶”可被認(rèn)為是時空中的一條連續(xù)線，即粒子的“世界線”。當(dāng)兩個非阿貝爾任意子交換時，它們的世界線相互纏繞。用正確的方式將它們包裹起來，產(chǎn)生的結(jié)和辮子就形成了拓?fù)淞孔佑嬎銠C的基本操作。

本月早些時候，量子計算公司Quantinuum發(fā)布了另一項關(guān)于這一主題的研究，補充了谷歌最初的發(fā)現(xiàn)。這些新成果開辟了一條通向拓?fù)淞孔佑嬎愕男峦緩剑洳僮魇峭ㄟ^將非阿貝爾任意子像辮子一樣相互纏繞在一起來實現(xiàn)的，是量子糾錯領(lǐng)域進展的一大里程碑。

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