量子处理器提供对奇异物质状态的洞察

虽然量子位的数量和量子态的稳定性仍然限制了当前的量子计算设备，但这些处理器已经能够利用其巨大的计算能力存在问题。慕尼黑工业大学 (TUM) 和诺丁汉大学的科学家与谷歌量子人工智能团队合作，使用量子处理器来模拟所谓的复曲面码哈密顿量的基态 - 现代凝聚态物理中的原型模型系统，最初是在量子纠错的背景下提出的。

如果我们生活在一个平面的二维世界里会怎样?物理学家预测，在这种情况下，量子力学会更奇怪，导致奇异粒子——所谓的“任意子”——在我们生活的三维世界中不存在。这个陌生的世界不仅是一种好奇，而且可能是关键解锁未来的量子材料和技术。

慕尼黑工业大学和诺丁汉大学的科学家与谷歌量子人工智能团队合作，使用高度可控的量子处理器来模拟量子物质的这种状态。他们的研究结果发表在著名科学期刊《科学》的最新一期。

二维系统中的涌现量子粒子

我们宇宙中的所有粒子都有两种类型，玻色子或费米子。在我们生活的三维世界中，这种观察是站得住脚的。然而，大约在 50 年前理论上预测，当物质仅限于二维时，可能存在其他类型的粒子，称为任意子。

虽然这些任意子在我们的宇宙中并不作为基本粒子出现，但事实证明，任意子粒子可以在所谓的物质拓扑相中作为集体激发而出现，2016 年诺贝尔奖因此获得。

诺丁汉大学的亚当·史密斯博士说：“通过在模拟中相互移动这些任意子，将它们扭成对揭示了它们的奇异特性——物理学家称之为编织统计。”

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