Misteriozna i dugo tražena čestica koja se može sjećati svoje prošlosti stvorena je pomoću kvantnog računala. Ta nova čestica, nazvana anyon, mogla bi poboljšati performanse kvantnih računala u budućnosti. Anyon je drugačiji od bilo koje druge čestice koju znanost poznaje, jer vodi neku vrstu zapisa o tome gdje se nalazio u prošlosti.
Uobičajeno, opetovano mijenjanje čestica poput elektrona ili fotona čini ih potpuno izmjenjivima, što onemogućuje da se kaže da je došlo do zmjene. No, fizičari su u 70-im godinama 20. sotljeća shvatili da to nije slučaj za određene kvazičestice koje mogu postojati samo u dvije dimenzije, koje su nazvali anyonima. Kvazičestice, kao što ime sugerira, nisu prave čestice, već kolektivne vibracije koje se ponašaju kao da jesu čestice.
Atraktivna kvazičestica za kvantno računalstvo
Za razliku od drugih čestica, zamjena anyona iz temelja ih mijenja, pri čemu broj zamjena utječe na način na koji vibriraju. Skupine određene vrste, koje se nazivaju ne-Abelov anyon, nose u sebi zpis na redoslijed kojim su zamijenjene, baš kao što upleteni komad užeta zadržava redoslijed u kojem su njegove niti bile prekrižene. Ali tamo gdje niti užeta djeluju fizički, anyoni međusobno djeluju kroz čudan kvantni fenomen isprepletenosti, gdje su svojstva čestica neraskidivo povezana kroz prostor.
Ta inherentna memorija i kvantna priroda kvazičestica čine ne-Abelove anyone atraktivnim načinom za kvantno računalstvo, ali nikada nisu pronađeni eksperimentalno.
Proces stvaranja misteriozne kvazičestice
Henrik Dryer iz tvrtke za kvantno računalstvo Quantinuum i njegovi kolege sada pak tvrde da su uspjeli upravo to. Razvili su novi kvantni procesor, nazvan H2, koji koristi ione iterbija i barija, zarobljene pomoću magnetskih polja i lasera za stvaranje kubita, ili kvantnih bitova, osnovnog građevnog bloka kvantnog računala.
Zatim su te kubite upleli u formaciju nazvanu Kagome rešetka, odnosno uzorak isprepletenih zvijezda uobičajenih u tradicionalnim pletenim japanskim košarama. To je kubitima dalo identična kvantno mehanička svojstva onima predviđenim za anyone i, kada je tim prilagodio interakcije između kubita na način koji je bio ekvivalent pomicanju tih kvazičestica, mogli su testirati i potvrditi karakteristične promjene ovisne o zamjeni svojstava anyona.
Ovo je prvi uvjerljivi test koji je to uspio, tako da bi ovo bio prvi slučaj onoga što biste nazvali ne-Abelovim topološkim poretkom, kaže Steven Simon sa Sveučilišta u Oxfordu. Činjenica da se možete igrati s anyonima pomoću kvantnog računala također je korisna za znanstvenike koji žele bolje razumjeti ovo egzotično stanje materije, dodaje.
Ipak samo simulacija?
Ipak, ne slažu se svi da je Quantinuum zapravo stvorio ne-Abelove anyone, već da su ih samo simulirali.
Znam da su jako uzbuđeni zbog svog posla i trebali bi biti uzbuđeni, ali to je još uvijek simulacija, kaže Jiannis Pachos sa Sveučilišta u Leedsu, UK. To znači da mu možda nedostaju određena svojstva prisutna u pravoj stvari, pojašnjava Pachos.
Dryer ima drugačiji stav, tvrdeći da kvazičestična priroda anyona znači da je simulacija identična stvarnoj stvari.
Kontraintuitivno svojstvo ovih bilona je da oni zapravo nisu fizički, nije ih briga od čega su napravljeni. Oni se samo odnose na informacije i isprepletenost - pa ako imate bilo kakav sustav koji može stvoriti takvu vrstu isprepletenosti, možete stvoriti istu vrstu bilo kojih, kaže Dryer.
Izvor: New Scientist
