Quantencomputing hat einen revolutionären Durchbruch geschafft! Google Quantum AI entdeckt webende nicht-abelsche Anyons

Das Google-Forschungsteam Google Quantum AI hat kürzlich erklärt, dass es zum ersten Mal geflochtene Nicht-Abelianer beobachtet hat. Dieser Durchbruch könnte revolutionäre Veränderungen im Quantencomputing mit sich bringen und es robuster gegenüber Rauschen und Öffnung machen ein neuer Ansatz für topologisches Quantencomputing.

Der menschlichen Intuition zufolge ist es unmöglich zu erkennen, ob zwei identische Objekte ausgetauscht wurden, und das gilt für alle bisher beobachteten Teilchen.

Google Quantum AI-Forscher haben zum ersten Mal den bizarren Effekt des Strickens nicht-abelscher Anyons beobachtet

Der Grund, warum nicht-abelsche Anyons (die einzigen Teilchen, von denen vorhergesagt wurde, dass sie diese Regel brechen) die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich ziehen, ist Aufgrund seiner faszinierenden Eigenschaften und seines Potenzials, das Quantencomputing zu revolutionieren, indem es Operationen robuster gegenüber Rauschen macht. Microsoft und andere Unternehmen haben diesen Ansatz gewählt, um Quantencomputing zu erforschen. Aber Forscher auf diesem Gebiet arbeiten seit Jahrzehnten daran, daher ist es eine große Herausforderung, nicht-abelsche Tiere und ihr bizarres Verhalten zu beobachten.

Die Entdeckung, Erforschung und Beobachtung nichtabelscher Anyons durch Google Quantum AI

In einem am 11. Mai in Nature veröffentlichten Artikel gaben Forscher von Google Quantum AI bekannt, dass sie zum ersten Mal Supraleitung verwendet hatten. Einer der Quantenprozessoren hat etwas Besonderes beobachtet Verhalten von Nicht-Abelianern. Sie zeigten auch, wie dieses Phänomen für das Quantencomputing genutzt werden kann. Anfang dieser Woche veröffentlichte das Quantencomputerunternehmen Quantum einen weiteren Forschungsbericht zu diesem Thema, der die Ergebnisse von Google Quantum AI ergänzt. Diese Ergebnisse eröffnen einen neuen Weg für die topologische Quantenberechnung, bei der Operationen durch das Zusammendrehen nichtabelscher Anyons wie ein Geflecht erreicht werden.

TrondI Andersen, ein Teammitglied bei Google Quantum AI und Erstautor des Papiers, sagte: „Diese erste Beobachtung der exotischen Effekte nicht-abelscher Anyons unterstreicht wirklich die aufregenden Phänomene, auf die wir jetzt mit Quantencomputern zugreifen können

.“

Er sagte, dass man sich vorstellen kann, dass Menschen zwei identische Objekte gleichzeitig betrachten und dann ihre Augen schließen. Nachdem sie ihre Augen geöffnet haben, sehen sie immer noch genau gleich aus. Sind sie also sicher, dass sie miteinander vertauscht wurden? ? Die Intuition sagt den Menschen, dass es keine Möglichkeit gibt, zwei Objekte voneinander zu unterscheiden, wenn sie wirklich gleich sind.

Die Quantenmechanik unterstützt diese Intuition ebenfalls, allerdings nur in der bekannten dreidimensionalen Welt. Wenn sich dasselbe Objekt in einer zweidimensionalen Ebene bewegen muss, kann die Intuition der Menschen manchmal versagen, und die Quantenmechanik lässt einige seltsame Dinge zu: Nicht-Abelsche Anyons behalten eine Art Erinnerung – obwohl nicht-Abelsche Anyons völlig gleich sind , aber man kann erkennen, wann zwei davon getauscht wurden.

Diese „Erinnerung“ wird als kontinuierliche Linie in der Raumzeit betrachtet, die als „Weltlinie“ nichtabelscher Anyon-Teilchen bezeichnet werden kann. Wenn zwei nicht-abelsche Anyons ausgetauscht werden, verschränken sich ihre „Weltlinien“ miteinander. Wenn man sie richtig verwebt, kombiniert und miteinander verwebt, können die Grundoperationen eines topologischen Quantencomputers aufgebaut werden.

Das Team bereitete zunächst ein supraleitendes Qubit in einem verschränkten Quantenzustand vor, der schön durch ein „Schachbrett“ dargestellt wird – eine vertraute Konfiguration für das Google-Forschungsteam, das kürzlich mit diesem Aufbau einen Meilenstein in der Quantenfehlerkorrektur demonstrierte. Es entstand eine schachbrettartig angeordnete Teilchenart namens Abelsches Anyon, die zwar nicht sehr relevant, aber weniger nützlich war.

Um das Verhalten nichtabelscher Anyonen zu beobachten, streckten und komprimierten die Forscher den Quantenzustand des Qubits und wandelten das Schachbrettmuster in seltsam geformte Polygone um. Bestimmte Eckpunkte in diesen Polygonen tragen nichtabelsche Anyons. Mithilfe eines Protokolls, das von Cornell-Physikprofessor Eun-Ah Kim und dem ehemaligen Postdoktoranden Yuri Lensky entwickelt wurde, konnte das Team nicht-abelsche Knoten verschieben, indem es das Gitter weiter verformte und die Positionen nicht-abelscher Scheitelpunkte verschob.

In einer Reihe von Experimenten beobachteten Forscher bei Google das Verhalten dieser nicht-abelschen Anyions und wie sie mit gewöhnlicheren abelschen Anyions interagierten. Die Verschränkung der beiden Arten von Partikeln führte zu seltsamen Phänomenen – als sich die Partikel miteinander verhedderten und kollidierten, verschwanden sie auf mysteriöse Weise, tauchten dann wieder auf und wechselten von einer Art zur anderen. Am wichtigsten ist, dass das Google Quantum AI-Forschungsteam eine Signatur nichtabelscher Anionen beobachtet hat: Wenn zwei von ihnen ausgetauscht werden, führt dies zu einer messbaren Änderung des Quantenzustands ihres Systems – ein erstaunliches Phänomen, das noch nie zuvor beobachtet wurde.

Schließlich demonstriert das Team, wie nicht-abelsche Anyons in das Quantencomputing eingebunden werden können. Durch die Verflechtung mehrerer nichtabelscher Anyons gelang es ihnen, einen bekannten quantenverschränkten Zustand namens Greenberg-Horn-Salinger (GHZ)-Zustand zu erzeugen.

Microsoft und das Quantencomputerunternehmen Quantum untersuchen auch nicht-abelsche Teilchen.

Der Kern der von Microsoft gewählten Forschungsmethode besteht darin, die Physik nicht-abelscher Teilchen zu untersuchen, um sie auf das Quantencomputing anzuwenden arbeiten . Beim Versuch, Materialsysteme zu entwickeln, die diese Anyons beherbergen, hat das Forschungsteam von Google nun gezeigt, dass die gleiche Art von Physik auf ihrem supraleitenden Prozessor erreicht werden kann.

Das Quantencomputerunternehmen Quantum veröffentlichte kürzlich eine beeindruckende Studie, die auch nicht-abelsches Weben demonstrierte, in diesem Fall unter Verwendung eines Quantenprozessors mit gefangenen Ionen. Andersen stellt erfreut fest, dass auch andere Quantencomputing-Gruppen an nicht-abelscher Flechtung arbeiten. Er sagte: „Es wird eine sehr interessante Studie sein, wie nicht-abelsche Anyons im zukünftigen Quantencomputing eingesetzt werden können und ob ihr spezielles Verhalten zum Schlüssel für fehlertolerantes topologisches Quantencomputing werden kann.“

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonQuantencomputing hat einen revolutionären Durchbruch geschafft! Google Quantum AI entdeckt webende nicht-abelsche Anyons. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!