非阿贝尔任意子现身

来源：中国科学报 2023-05-11 15:50:49

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人们一直在寻找一种能记住自己的过去的神秘粒子，这种粒子是用量子计算机创造出来的。这种被称为任意子的粒子可以在未来提高量子计算机的性能。

任意子不同于人们所知的其他粒子，因为它记录了自己的位置。通常情况下，重复交换电子或光子等粒子会使它们完全可交换，因此无法判断交换是否发生。

20世纪70年代，物理学家意识到，对于某些只能存在于二维空间的准粒子（他们称为任意子）来说，情况并非如此。准粒子，顾名思义，并不是真正的粒子，而是表现出像粒子一样的集体振动。

与其他粒子不同，交换任意子会从根本上改变它们，交换的次数则会影响它们的振动方式。一种名为非阿贝尔任意子的特殊群体，记住了它们交换的顺序，就像一根编织的绳子保持了其两股线交叉的顺序。但是，当编织绳子的线在物理上相互作用时，任意子通过奇怪的纠缠量子现象相互作用。在纠缠量子现象中，粒子的性质在空间中密不可分。

这种固有的记忆、准粒子的量子性质，使非阿贝尔任意子成为一种有吸引力的量子计算方式，但它们从未在实验中被发现。

现在，量子计算公司Quantinuum的Henrik Dryer和同事报告说他们已经做到了。5月5日，相关论文发表于预印本平台arXiv。

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