研究人员为任何人和量子盘算铺平了途径

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在三维天下中,一切基本粒子必须分为两类 – 一类表现为组成光的光子,另一类表现为组成物资的电子和质子。

但是,在假定的二维天下中,会有无数个分外的选项,称为任何选项。这些理论化的粒子的特性在于怎样互相挪动它们来支配量子信息。经由历程接见准确的恣意体系,能够完成超疾速无差错量子盘算。

物理系传授Erich Mueller和博士生Shovan Dutta近来的事情经由历程提出一种发作特定量子态的新要领朝着这一目的迈出了重要的一步,这类量子态的鼓励充当了任何一种。

他们的论文“腔中的光子分数量子霍尔态的相关生成和寻觅恣意粒子,”发表于美国物理学会出版物物理批评A.

该手艺触及由超高反射镜构成的“光学腔”,其将光限定在平面上。他们形貌用激光照耀腔体,使得光子(光子)的粒子就好像它们是物资粒子,生活在二维天下中。它是波粒二象性的一种表现,是量子力学的一个症结准绳。

Dutta示意,他们的事情建立在之前15年的理论和试验基本之上,个中一些在穆勒团体。

“人们已生产出了进入这个阶段所需的差别身分,”他说。“他们一步一步走; 我们试图做的是取得一些主意,并提出我们本身的一些新主意,并一直到制造任何一个,以及你怎样权衡他们的属性,给出一个完全的图片。

穆勒示意,他们的协定代表了“制造任何人所需的量子态”的“要领合理性的明显增添”。虽然之前的主意主如果理论上的,但这项事情提出了科学家“在一两年内能够在试验室里去做的现实步骤”,他说。

作为他们要领的一个症结部份,Dutta和Mueller提出了一种奇特的要领,在腔体上发射激光,顺次注入光子,构建一种具有不寻常引发的特定量子“流体”。

“你看到这些荡漾,这些波浪和旋涡在光子胶片上,”杜塔说。“它看起来就像一个活动的。”

类似涡旋的引发是抱负的任何一种:它们就像粒子一样,但由于它们的团体性子,它们的行动就像没有已知的基本粒子一样。该研讨表明,人们怎样运用聚焦激光束发作这些恣意物,并丈量当两个物体被交流时会发作什么 – 这一历程被称为“编织”。

该试验运用现有手艺,能够被认为是最简朴的编织协定 – 它组成了拓扑量子盘算计划的基本。

穆勒示意,他们的事情为将来触及其他范例的任何范例和更庞杂的量子态的事情供应了一种蓝图,这是完成容错量子盘算所必须的。但准粒子编织“看起来与我们所做的异常类似,”他说。

Dutta示意,他们已处理了一些限定现有理论提案适用性的重要手艺问题。

“我们案件的希望是两重的,”杜塔说。“我们的协定许可您生成具有异常高保真度的状况,而且所需的试验参数比之前的发起要严厉很多。”

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