量【liàng】子处理器上首次造出任意子，有望促【cù】进【jìn】容错【cuò】量子计算【suàn】机开发 全球独家

(资料图)

科技日报记者 刘霞

据《自然【rán】》网站9日报道【dào】，美【měi】国Quantinum量子计算公司研究【jiū】人员称，他【tā】们首次在量子处理【lǐ】器上“制造出”了任意子【zǐ】（anyons），这一【yī】成果【guǒ】有【yǒu】望促【cù】进容错量【liàng】子计算机的研发。相关报【bào】告已经提交【jiāo】论【lùn】文预印本【běn】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【jī】本粒子通【tōng】常【cháng】根【gēn】据【jù】其携带的自【zì】旋分为两类：自【zì】旋为整数的玻色子（如光子）和自旋为半整数的费米子【zǐ】（如电子），但【dàn】1977年两位挪威科学家提出一个令人惊讶的【de】新理论：在二维空间中存【cún】在某种【zhǒng】粒子，其【qí】行为服从介于玻色统计和费米统计之间【jiān】的新【xīn】的分【fèn】数统计。美国【guó】物理学【xué】家、诺贝【bèi】尔物理学奖得主维尔泽【zé】克【kè】将这【zhè】类准粒子命【mìng】名【míng】为任【rèn】意子【zǐ】。

物理学家预测【cè】，当【dāng】任意子交换位置或相【xiàng】互循环（编织）时，准粒子的量子态就会改变。编织某些【xiē】类型的【de】任【rèn】意【yì】子【zǐ】可能【néng】是构【gòu】建更好量【liàng】子计算机的有用【yòng】技术。当前的量子【zǐ】计【jì】算机极易出错，而编织过的【de】任意【yì】子在存【cún】储信息上可更好地不受错误干扰【rǎo】，这使其【qí】有助科学家【jiā】开发更具容错能力的量子计算机。

在最新研究中，Quantinum物【wù】理学【xué】家亨瑞克·德雷尔【ěr】及其合作【zuò】者使用【yòng】了名为H2的新型量子处【chù】理器，该【gāi】处【chù】理器使用镱和钡离子【zǐ】通过磁【cí】场和【hé】激光捕获来创【chuàng】造量【liàng】子比特。研究团队将这些量子比【bǐ】特编织成笼【lóng】目图案（一个由交错的三角【jiǎo】形【xíng】组成的网络），得【dé】到量子比特【tè】的量子力学特性与【yǔ】预测的任【rèn】意子相同【tóng】。

普渡【dù】大学【xué】实验物理学家米歇尔·曼夫拉认为【wéi】，尽管最新研究【jiū】结果令人印象深【shēn】刻，但并【bìng】没有真【zhēn】正产生任意子【zǐ】，只【zhī】是【shì】模拟【nǐ】了它们的一些性质。不过，研究人员表示，粒子的行为符合定义，它们【men】仍【réng】然可成为量子计算的【de】基【jī】础。