谷歌量子人工智能首次观察到编织非阿贝尔任意子

发布时间：2023-05-17 11:35:48 所属栏目：外闻来源：

导读：非阿贝尔任意子，唯一被预测会打破这一规则的粒子，因其迷人的特性和通过使运算噪声更具鲁棒性来彻底改变量子计算的潜力而受到人们的追捧。微软和其他公司在量子计算方面选择了这种方法。但经过该领域多年来研究人员

非阿贝尔任意子，唯一被预测会打破这一规则的粒子，因其迷人的特性和通过使运算噪声更具鲁棒性来彻底改变量子计算的潜力而受到人们的追捧。微软和其他公司在量子计算方面选择了这种方法。但经过该领域多年来研究人员几十年的锲而不舍的努力，观察电磁场非阿贝尔任意子及其奇怪的反射光的行为至少可以说理论上说是一项具有挑战性的。

谷歌量子AI团队成员和手稿的第一作者Trond I. Andersen说：“首次观察到非阿贝尔任意子的奇异行为确实突出了我们现在可以使用量子计算机访问的令人兴奋的现象类型。”

量子力学支持这种直觉，但仅限于我们熟悉的三维世界。如果相同的物体被限制只能在二维平面内移动，有时，我们的直觉可能会失败，量子力学允许一些奇怪的事情发生：非阿贝尔任意只保留着一种记忆，尽管它们完全相同，但可以分辨出它们中的两个何时被交换了。

该团队首先准备了处于纠缠量子态的超导量子比特，这种状态很好地表示为棋盘格，这是谷歌团队熟悉的配置，他们最近使用这种设置展示了量子纠错的一个里程碑。在棋盘排列中，可以出现相关但不太有用的称为阿贝尔任意子的粒子。

为了实现非阿贝尔任意值，研究人员拉伸并挤压了他们量子比特的量子态，将方格图案转变为奇形怪状的多边形。这些多边形中的特定顶点承载着非阿贝尔任意字。使用由康奈尔大学的Eun-Ah Kim和前博士后Yuri Lensky开发的协议，该团队可以通过继续使晶格变形并移动非阿贝尔顶点的位置来移动非阿贝尔任意值。

在一系列实验中，谷歌的研究人员观察了这些阿贝尔任意子的行为，以及它们如何与更普通的阿贝尔任意子相互作用。将两种类型的粒子相互缠绕在一起会产生奇怪的现象，粒子神秘地消失、重新出现，并在它们相互缠绕并碰撞时从一种类型转变为另一种类型。最重要的是，该团队观察到了非阿贝尔任意子的标志：当其中产生了两个交换信号通路时，电磁波会导致其系统的两个量子态发生可测量的变化，这是物理学的一种以前从未观察到的不可思议的惊人现象。

该研究还展示了非阿贝尔编织，在本例中使用的是俘获离子量子处理器。Andersen很高兴看到其他量子计算小组也在观察阿贝尔编织。他说，“如果我们能够在将来研究非阿贝尔任意子在量子计算方面的应用,并探究它们的奇特行为是否能成为容错拓扑量子计算的关键,那么这将是一件非常有趣的事情。”

（编辑：汽车网）

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