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潘建伟等首次在超冷原子体系中观测到任意子激

发布时间:2017-12-03 阅读:

  潘建伟等首次在超冷原子系统中观察到任何分激发 - 科学网

  新华社合肥9月12日电(记者徐海涛)记者从中国科学技术大学获悉,潘建伟教授及其同事余运生和陈玉敖日前首次通过量子控制方法,世界。在一个过冷原子系统中,在拓扑量子态中任意发现了准粒子,并证实了分数统计性质的任意子向量子计算拓扑已经迈出了重要的一步。国际权威学术期刊“自然物理”已经发表结果。

  构成物理世界的基本粒子通常根据它们所携带的自旋分为两类:自旋为整数的玻色子(如光子),以及旋转为半整数的费米子(如电子)。但是在1977年,两位挪威科学家提出了一个令人惊讶的新理论:二维空间中的粒子的存在,以Bose和费米统计之间的新的分数统计方式表现。由这种奇异粒子组成的物理系统,在两粒子坐标交换的情况下,其波函数不具有对称性或反对称性,可以得到任意的相位因子。美国物理学家,诺贝尔奖获得者维尔泽克任意指定这类准粒子。

  在提出任意儿童理论不久之后,物理学家就在实验中抓住了它的踪迹。但是,如何直接观察任意子变量交换产生的拓扑相位,验证分数实验的统计特性一直是一个巨大的实验难题。一些学者提出了一个大胆的想法,利用拓扑材料来保护量子位,并操纵任何量子计算的材料。理论研究表明,拓扑量子计算可以实现高容错性,激发科学家发展量子计算机的积极性。

  十多年前,潘建伟研究小组开始了拓扑量子计算的研究并取得了一系列成果,最近创造性地建立了一个新的实验系统,并开发了一种独特的量子控制技术,他们开发了一个自旋相关超晶格体系捕获和操作过冷原子,成功地操作了800个超冷原子,同时产生了200个四原子自旋纠缠态,首次观察到了四环交换的相互作用,实现了任意子元素之间通过原子自旋微波反转的交换过程首次在光学晶格体系相中直接观察到任意子交换产生的分形拓扑。

  据悉,研究成果的取得为进一步研究任意子元素的拓扑性质提供了一个新的实验平台和手段,并将推动拓扑量子计算和量子场仿真领域的研究进展。

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