首次实现非阿贝尔任意子的编织

谷歌量子人工智能团队与康奈尔大学研究团队合作，在超导量子处理器上首次观察到了非阿贝尔任意子的奇异行为，他们还展示了如何利用这一现象进行量子计算。本周早些时候，量子计算公司Quantinuum发布了一项关于该主题的研究，补充了谷歌的初步发现。这些新的结果为拓扑量子计算开辟了一条新的道路，其中的操作是通过将非阿贝尔任意子像辫子中的线一样绕在彼此周围来实现的（即编织操作），这种粒子是实现容错量子计算，特别是拓扑量子计算的关键成分。该成果于5月11日发表在《自然》杂志上。直觉告诉我们，应该看不出来两个完全相同的物体是否被交换过位置，但其实这只是在我们熟悉的三维世界中如此。当相同的物体被限制只能在二维平面内移动时，这种直觉有时会失效。量子力学允许一种奇怪的现象：非阿贝尔任意子保留了某种记忆，尽管它们完全相同，仍然可以判断它们中的两个是否进行了交换。非阿贝尔任意子的这种“记忆”可以被视为时空中的连续线，即粒子所谓的“世界线”。当两个非阿贝尔任意子被交换时，它们的世界线会相互缠绕。通过适当地缠绕，形成的结和辫子将构成拓扑量子计算的基本操作。研究团队首先将超导量子比特制备于纠缠量子态中，为