量子处理器上首次【cì】造出任意子，有望促【cù】进容错量子计算机开发 全【quán】球【qiú】独家【jiā】

(资料图)

科技日报记者 刘霞

据【jù】《自【zì】然》网站【zhàn】9日报道，美国Quantinum量子计算公司研究人员称，他们首次在【zài】量子处理器上“制【zhì】造出”了任意子【zǐ】（anyons），这【zhè】一成果有望【wàng】促进容错量子【zǐ】计算【suàn】机的研发。相关报告已【yǐ】经提交论【lùn】文【wén】预印本网站【zhàn】。

H2量子处理器。图片来源：《新科学家》网站

组成物质世界的基本粒子通常根【gēn】据【jù】其携带的自旋【xuán】分【fèn】为两【liǎng】类：自旋为整数【shù】的玻【bō】色【sè】子（如【rú】光【guāng】子）和自旋为半整数的费米子（如电子），但1977年【nián】两位【wèi】挪威科学家提出【chū】一【yī】个令人惊讶的新理论：在二维空间中存在【zài】某种粒子【zǐ】，其行为服【fú】从介于玻色统【tǒng】计和费米【mǐ】统计【jì】之间的新【xīn】的分数统计。美【měi】国物理学家、诺贝尔物理学奖得主维尔泽克【kè】将这类准粒子命【mìng】名【míng】为任意子。

物理学【xué】家预测，当任意子交【jiāo】换【huàn】位置或相【xiàng】互【hù】循环（编织）时，准粒子的量【liàng】子态【tài】就会改变。编织某【mǒu】些类型【xíng】的任意子可能是构建【jiàn】更好量子计算机的有用技术。当前的【de】量子计算【suàn】机极易【yì】出错【cuò】，而编织过【guò】的任意子在存【cún】储信息上可【kě】更好地不受错误干扰，这使其【qí】有助科学家开发更具容错能力的【de】量子【zǐ】计【jì】算机【jī】。

在最【zuì】新研究【jiū】中，Quantinum物理学家亨瑞克·德【dé】雷尔及其合【hé】作者使用了名为H2的新型【xíng】量【liàng】子处【chù】理器【qì】，该【gāi】处理器使【shǐ】用【yòng】镱和钡【bèi】离子通过磁场和激【jī】光捕获来创造量【liàng】子比特。研究团队将这些【xiē】量子比特编织成笼目图案【àn】（一【yī】个由交【jiāo】错的三【sān】角形组成的网络），得到量子【zǐ】比特的量子力学特性与预测的任意子相同。

普渡大【dà】学实验物【wù】理学家米歇尔·曼【màn】夫【fū】拉认为，尽【jìn】管【guǎn】最新研究结【jié】果令人印象【xiàng】深刻，但并没有真正产生任意子，只是模【mó】拟了它们的一【yī】些性质。不【bú】过，研究【jiū】人员表【biǎo】示，粒子的【de】行为【wéi】符合定义，它【tā】们仍然可成为量子计算的基础。