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研究人员已经证明,一种被称为任意子的奇特量子粒子也可以在一维中创建,这种粒子被认为只存在于二维中。进一步研究不同类型的一维任意子可能会带来

来源:美国国家标准与技术研究院__通讯信息

研究人员已经证明,一种被称为任意子的奇特量子粒子也可以在一维中创建,这种粒子被认为只存在于二维中。进一步研究不同类型的一维任意子,可以让科学家更接近将粒子用作量子计算机内存的基本单位。

由哈佛大学科学家 Joyce Kwan 和 Markus Greiner 领导的团队,其中包括美国国家标准与技术研究所 (NIST) 理论物理学家 Alexey Gorshkov,在 2024 年 11 月 29 日的《科学》(link is external) 杂志上报道了这一发现。Gorshkov 还是量子信息与计算机科学联合中心 (QUICS)(link is external) 和联合量子研究所 (JQI)(link is external) 的研究员,这两个研究机构是 NIST 和马里兰大学之间的研究伙伴关系。

科学 (link is external) (link is external) 量子信息与计算机科学联合中心 (QUICS) (link is external) (link is external) 联合量子研究所 (JQI) (link is external) (link is external)

任意子是量子粒子中的异类,四十年前就预测了它的存在,但直到 2020 年才通过实验发现。尽管所有基本粒子都属于两个家族之一——玻色子和费米子,但任意子表现出的行为却无法进行任何分类。

费米子(包括电子、质子和中子)遵循统计规则:如果两个相同的费米子交换位置,描述它们的波函数就会反转或旋转 180 度,这样波的波峰就会变成波谷,波谷就会变成波峰。(这也意味着两个相同的费米子永远不能同时占据相同的量子态。)

相反,玻色子(包括光子)遵循不同的规则。当两个相同的玻色子交换位置时,​​它们的波函数不会旋转,保持原样。(这使得玻色子可以聚集在一起,占据相同的量子态。)

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