中科大在量子計(jì)算和模擬領(lǐng)域獲重要進(jìn)展

   根據(jù)自旋的類(lèi)別，基本粒子通常分為自旋為整數(shù)的玻色子(如光子)、自旋為半整數(shù)的費(fèi)米子(如電子)。 1977年，挪威科學(xué)家提出一個(gè)新理論：在二維空間中存在某種粒子，其行為服從介于玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)之間的新的分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)。由這類(lèi)奇異粒子構(gòu)成的物理系統(tǒng)，其波函數(shù)在兩粒子坐標(biāo)交換的情況下不體現(xiàn)對(duì)稱(chēng)或反對(duì)稱(chēng)性，而是獲得一個(gè)任意的相位因子。Xow安徽網(wǎng)庫(kù) 地方門(mén)戶(hù)新聞?wù)?/span>

   后來(lái)，美國(guó)物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主維爾澤克將該類(lèi)準(zhǔn)粒子命名為“任意子”。任意子理論提出后不久，物理學(xué)家就在實(shí)驗(yàn)中捕捉到了它的蹤跡。然而，如何直接實(shí)驗(yàn)觀測(cè)任意子交換時(shí)產(chǎn)生的拓?fù)湎辔�，進(jìn)而驗(yàn)證其分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)特性，一直是一個(gè)巨大的實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)。有學(xué)者提出一個(gè)大膽的設(shè)想，利用拓?fù)洳牧媳Ｗo(hù)量子比特并操控材料中的任意子進(jìn)行量子計(jì)算。理論研究表明，與此前最好的基于糾錯(cuò)碼的量子計(jì)算相比，拓?fù)淞孔佑?jì)算容錯(cuò)能力提升約3個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到了約1%。值得一提的是，該容錯(cuò)率目前實(shí)驗(yàn)技術(shù)能達(dá)到，這極大地激發(fā)了科學(xué)家們研制量子計(jì)算機(jī)的熱情。Xow安徽網(wǎng)庫(kù) 地方門(mén)戶(hù)新聞?wù)?/span>

   超冷原子是指原子的溫度接近絕對(duì)零度(零下273.15攝氏度)，這時(shí)原本狀態(tài)不同的原子會(huì)凝聚到同一狀態(tài)。十多年前，潘建偉研究團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始了對(duì)拓?fù)淞孔佑?jì)算的研究。近期，他們創(chuàng)造性地搭建了新的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的量子調(diào)控技術(shù)，研發(fā)了自旋依賴(lài)的超晶格系統(tǒng)來(lái)囚禁和操控超冷原子，成功操控光晶格中約800個(gè)超冷原子，同時(shí)產(chǎn)生了約200個(gè)四原子自旋糾纏態(tài)。他們首次觀測(cè)到了四體環(huán)交換相互作用，并通過(guò)微波反轉(zhuǎn)原子自旋的方法，實(shí)現(xiàn)了任意子之間的編織交換過(guò)程，首次在光晶格體系中直接觀測(cè)到任意子交換產(chǎn)生的分?jǐn)?shù)拓?fù)湎辔弧?/span>Xow安徽網(wǎng)庫(kù) 地方門(mén)戶(hù)新聞?wù)?/span>

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