中科大在量子計算和模擬領域獲重要進展

   根據自旋的類別，基本粒子通常分為自旋為整數的玻色子(如光子)、自旋為半整數的費米子(如電子)。 1977年，挪威科學家提出一個新理論：在二維空間中存在某種粒子，其行為服從介于玻色統計和費米統計之間的新的分數統計。由這類奇異粒子構成的物理系統，其波函數在兩粒子坐標交換的情況下不體現對稱或反對稱性，而是獲得一個任意的相位因子。QI7安徽網庫 地方門戶新聞站

   后來，美國物理學家、諾貝爾物理學獎得主維爾澤克將該類準粒子命名為“任意子”。任意子理論提出后不久，物理學家就在實驗中捕捉到了它的蹤跡。然而，如何直接實驗觀測任意子交換時產生的拓撲相位，進而驗證其分數統計特性，一直是一個巨大的實驗挑戰。有學者提出一個大膽的設想，利用拓撲材料保護量子比特并操控材料中的任意子進行量子計算。理論研究表明，與此前最好的基于糾錯碼的量子計算相比，拓撲量子計算容錯能力提升約3個數量級，達到了約1%。值得一提的是，該容錯率目前實驗技術能達到，這極大地激發了科學家們研制量子計算機的熱情。QI7安徽網庫 地方門戶新聞站

   超冷原子是指原子的溫度接近絕對零度(零下273.15攝氏度)，這時原本狀態不同的原子會凝聚到同一狀態。十多年前，潘建偉研究團隊就開始了對拓撲量子計算的研究。近期，他們創造性地搭建了新的實驗系統并開發了獨特的量子調控技術，研發了自旋依賴的超晶格系統來囚禁和操控超冷原子，成功操控光晶格中約800個超冷原子，同時產生了約200個四原子自旋糾纏態。他們首次觀測到了四體環交換相互作用，并通過微波反轉原子自旋的方法，實現了任意子之間的編織交換過程，首次在光晶格體系中直接觀測到任意子交換產生的分數拓撲相位。QI7安徽網庫 地方門戶新聞站

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