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量子计算机内部创造了一种能记住自己过去的奇怪粒子

本站发布时间:2023-11-16 15:24:59

被称为非阿贝尔任意子的准粒子在相互交换时会保留其先前位置的记录;使物理学家能够将它们编织成具有新的怪异行为的复杂纠缠设计 

要了解大多数亚原子粒子的行为,想象一下古老的街头游戏,把一个球藏在三个相同的杯子中的一个下面,然后拖着脚四处移动。就像在这个贝壳游戏中一样,如果你多次交换三个完全相同的粒子,而不跟踪它们的运动,你将无法猜测杯子停止运动时是哪个。在量子物理学术语中,我们说粒子是阿贝尔的:我们观察它们的顺序无关紧要,因为它们无法区分

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然而,对于非阿贝尔任意子,情况恰恰相反。理论物理学家弗兰克·威尔切克于1982年首次提出,奇异粒子位置的每一次变化都会导致它们彼此更加纠缠,改变它们的量子振动,形成一个越来越复杂的编织物,即使在它们交换后仍然可见 

对于设计量子计算机的物理学家来说,这给了非阿贝尔任意子一些非常诱人的性质。量子比特,或称量子位,很容易暴露在噪声中并被扰乱,这意味着科学家经常试图在量子系统中编码信息,而不是在比特本身,而是在比特相对于彼此的排列方式中

对于;比喻,想象一本书;创建该粒子的量子计算公司Quantinum的理论物理学家Henrik Dryer告诉《生活科学》:“即使你删掉一页,也没关系,因为信息在页面之间的相关性中。“

Dryer解释说,到目前为止,从事量子计算机工作的物理学家都使用阿贝尔粒子或完全可互换的粒子连接页面。这是一种解释噪声的有效方法,但由于阿贝尔粒子彼此无法区分,因此需要计算密集的解决方案来防止量子位混淆为了解决这个问题,Dryer和他的同事开发了一种新的量子计算机,名为H2,它将钡和镱离子捕获在强大的磁场中,然后用激光调谐离子,将其转化为量子位 

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