Първо наблюдение от Anyonen: Революция в квантовите изчисления!

Първо наблюдение от Anyonen: Революция в квантовите изчисления!

На 2 април 2025 г. международен изследователски екип, включващ проф. д-р Андре Екард от TU Berlin, направи важно научно откритие. Те постигнаха първото пряко експериментално наблюдение на „статистика на анионен обмен в едномерна квантова система“. Това откритие може да има далечни последици за развитието на бъдещи квантови компютри, тъй като предоставя по-задълбочена представа за свойствата на ениони.

Наблюденията са реализирани чрез използването на усъвършенстван квантов газов микроскоп, който открива ултрастудени рубидиеви атоми и ги анализира в специфична подредба. Този метод дава възможност за прецизно наблюдение на квантово-механичните ефекти. Резултатите от това изследване са публикувани в реномираното научно списаниеНаукапубликувани, което подчертава значението на научните изследвания.

Какво представляват аньоните?

Във физиката има два основни вида частици: бозони и фермиони. Бозоните могат да бъдат в едно и също пространство по едно и също време без никакви ограничения, докато фермионите трябва непременно да съществуват в различни квантови състояния поради принципа на Паули. Това води до различни поведения, когато тези частици се обменят. При бозоните вълновата функция остава непроменена, докато при фермионите се променя с отрицателен знак.

Откриването на аньоните показва, че има трети клас частици, които не са двоични и могат да съществуват в квази-двуизмерни структури. Статистиката на техния обмен се описва от сложна връзка: когато два аниона се разменят, вълновата функция се променя според фаза, която се намира между вълновите функции на бозоните и фермионите. Този нов тип обработка на частици може да бъде от полза при обработката на квантовата информация, тъй като има потенциал за изчисления, устойчиви на грешки.

Уместността за квантовите компютри

Все по-често се признава значението на anyons за разработването на квантов компютър. Топологичните квантови компютри, използващи аниони, могат да предложат значителни предимства. Те обещават по-голяма устойчивост на грешки и улесняват взаимодействието между кубитите. Тези свойства могат да бъдат от решаващо значение за бъдещото развитие на квантовата изчислителна технология. Въпреки успехите през последните десетилетия, съсредоточавайки се върху ЯМР квантовите компютри от 1938 г. и фотонните квантови компютри от 1960 г., експерименталната работа с всеки започва едва през 80-те години.

В обобщение, това откритие не само отваря нова област на изследване, но също така може да революционизира начина, по който мислим за и с квантовите компютри. Международният изследователски екип направи решителна стъпка към бъдеще, в което всеки може да играе централна роля в обработката на квантовата информация.

За подробна информация относно фундаменталната наука, която стои зад anyons и приложението им в квантовите изчисления, вижте обясненията на Квантово изчисление Stackexchange препоръчан докато ТУ Берлин обобщава резултатите от текущите изследвания.