量子處理器上首次“造出”任意子，有望促進容錯量子計算機開發

據《自然》網站9日報道，美國Quantinum量子計算公司研究人員稱，他們首次在量子處理器上“製造出”了任意子（Anyons），這一成果有望促進容錯量子計算機的研發。相關報告已經提交論文預印本網站。

H2量子處理器。圖片來源：《新科學家》網站

組成物質世界的基本粒子通常根據其攜帶的自旋分為兩類：自旋為整數的玻色子（如光子）和自旋為半整數的費米子（如電子），但1977年兩位挪威科學家提出一個令人驚訝的新理論：在二維空間中存在某種粒子，其行為服從介於玻色統計和費米統計之間的新的分數統計。美國物理學家、諾貝爾物理學獎得主維爾澤克將這類準粒子命名為任意子。

物理學家預測，當任意子交換位置或相互循環（編織）時，準粒子的量子態就會改變。編織某些類型的任意子可能是構建更好量子計算機的有用技術。當前的量子計算機極易出錯，而編織過的任意子在存儲信息上可更好地不受錯誤干擾，這使其有助科學家開發更具容錯能力的量子計算機。

在最新研究中，研究人員使用了名為H2的新型量子處理器，該處理器使用鐿和鋇離子通過磁場和激光捕獲來創造量子比特。研究團隊將這些量子比特編織成籠目圖案（一個由交錯的三角形組成的網絡），得到量子比特的量子力學特性與預測的任意子相同。

普渡大學實驗物理學家米歇爾·曼夫拉認為，儘管最新研究結果令人印象深刻，但並沒有真正產生任意子，只是模擬了它們的一些性質。不過，研究人員表示，粒子的行為符合定義，它們仍然可成為量子計算的基礎。

（記者 劉霞）