Представьте, что вам показывают два одинаковых объекта, а затем просят закрыть глаза. Откройте их снова, и вы увидите те же два объекта. Как определить, были ли они проданы? Интуиция и законы квантовой механики согласуются: если объекты действительно идентичны, сказать об этом невозможно.

Хотя это звучит как здравый смысл, на самом деле это применимо только к нашему знакомому трехмерному миру. Если идентичные объекты могут двигаться только в двухмерной (2D) плоскости, наша интуиция иногда может подвести. Квантовая механика допускает нечто странное: в 2D было предсказано существование особых частиц, называемых неабелевыми анионами. В этом случае можно сказать, что они были обменены, хотя они неразличимы.

Исследователи десятилетиями пытались добиться их любопытного поведения, но до прошлой осени никому это не удавалось.

Впервые опубликовано в октябрь 2022 г.только что была опубликована наша статья «Неабелево плетение вершин графа в сверхпроводящем процессоре». Опубликовано в Природа, и поэтому мы рады возможности поделиться нашими рецензируемыми результатами. В этой работе мы сообщаем, что впервые наблюдали такое поведение неабелева обмена. Неабелевы энионы могут открыть новый путь для квантовых вычислений, в которых исследователи выполняют квантовые операции, переставляя частицы друг вокруг друга, подобно тому, как веревки переставляют друг вокруг друга для создания кос. Зная об этом новом поведении обмена на нашем сверхпроводящий квантовый процессор может быть альтернативным маршрутом к тому, что называется топологические квантовые вычислениякоторый защищен от шума окружающей среды, который сегодня представляет серьезную проблему для квантовых вычислений.

Для объяснения того, как именно работает эта неабелева последовательность плетения, с полезными диаграммами, которые помогут вам в этом процессе, пожалуйста, прочитать статью в Nature.