由量子力学定律支配计算的计算机概念通常最早归功于费曼 [10]。一般而言,量子计算机能够在某些类别的问题上胜过传统计算机,这是通过大幅减少解决特定问题所需的计算次数来实现的。这通常是通过利用物理系统中量子比特之间的量子纠缠来实现的,使得量子计算机中的每个计算操作能够执行相当于多个经典操作的操作。然而,构建量子计算机的主要困难之一是缓解和处理错误要困难得多。量子计算机通常只有在能够利用量子比特状态叠加时才比传统计算机更具优势。如果量子算法中没有任何量子比特通过任何操作或初始化进入状态叠加,则该算法通常可以等效地以经典方式执行。因此,量子计算机的物理实现需要处理退相干,因为这可能会以意想不到的方式使波函数崩溃,从而在计算中引入意外的错误。
已知具有n = 2超对称性的垂直磁场的量子非偏见自旋1/2平面系统。我们在磁涡流的场中考虑了这样的系统,发现哈密顿量只有两个自我接合延伸与标准n = 2的超对称性兼容。我们表明,只有在这两种情况下,子系统之一与原始的无旋转Aharonov-Bohm模型相吻合,并伴随着超级合作伙伴Hamiltonian,该模型允许波浪函数的单数行为。我们发现了一个额外的非局部运动积分家族,并将它们与局部增压一起在三 - 苏皮对称的统一框架中一起处理。包含动态保形的对称性会导致无限生成的超级级别,其中包含超符号OSP(2 J 2)对称性的几个表示。我们将结果的应用在相同的人的两体模型的框架中。讨论了非平凡的接触相互作用以及新出现的n = 2线性和非线性超对称性。2010 Elsevier Inc.保留所有权利。
非亚伯式拓扑顺序是易于断层量子计算的最有希望的平台之一[1]。这些阶段中的激发是非亚伯式的,它们是具有非亚伯交换统计的准粒子[2]。非亚伯里亚人提供了拓扑堕落的来源,可以非本地的信息存储。然后可以通过编织Anyons来操纵信息,这一过程由于其拓扑性质而反对局部扰动的反应[3-7]。在实现非亚洲拓扑秩序的最有希望的系统中,是强磁场中的2 d电子气体,它们可以形成分数量子霍尔(FQH)状态。令人兴奋的是,在FQH状态[8]中,有越来越多的实验证据,以及以填充分数为ν= 5 /2的非亚伯FQH状态,支持最简单的非亚伯利亚人,Ising,Anyon [9-13]。Ising Anyons对通用量子计算不足[1]。相比之下,拓扑命令支持所谓的斐波那契,可以用作通用量子计算机[14]。这是从fibonacci anyon的融合规则τ×τ= 1 +τ的角度来看,其中τ是fibonacci anyon,1是微不足道的anyon,×表示任何融合。因此,对观察到的ν= 12/5 fqh状态引起了极大的兴趣,因为数字表明这可能对z 3 read-rezayi(RR)状态[15] [15],该状态支持斐波那契任何人,除其他] Abelian [16,17]。[7]对于猜测ν= 5 /2状态。这些包括斐波那契的成核不幸的是,其他人的存在可以通过进入编织过程来弥补斐波那契人的操纵,因此在参考文献中讨论的在干涉实验中对非亚伯利亚人的识别感到沮丧。因此,了解是否有可能实现支持斐波那契的拓扑顺序,以作为其唯一的激发。已经提出了一些建议,以实现这种斐波那契状态。
粒子组件的量子力学描述仅限于两个(或一个)空间尺寸的粒子的组件,提供了许多与玻色子和费米子不同的可能性。我们称之为这样的粒子。最简单的Anyons通过角相参数θ进行了参数化。θ= 0,π分别对应于玻色子和费米子。在Intermedi-Ate值中,我们说我们具有分数统计数据。在二维中,θ将波函数获取的相描述为两个逆时针旋转的彼此缠绕。它为相对角动量产生允许值的变化。与Abelian U(1)量规组相关的局部电荷和磁通量的复合材料实现了这种行为。更复杂的电荷升华结构可能涉及在允许的电荷和通量范围内的非亚伯和产品组,从而产生非亚伯和相互统计。nonabelian Anyons的互换在内部状态的新兴空间内实现了波函数的单一转换。各种各样的人都用包括Chern -Simons项在内的量子场理论来描述。环上的一维Anyons的交叉点是单向的,因此互换时获得的分数相θ产生了Anyons之间相对动量的分数移动。最近,在ν= 1/3中的准粒子预测的Anyon行为< / div>
Alexei Yu。 kitaev:拓扑量子代码(1996-2003)受到身体保护的量子计算(1997)与非亚伯人Anyons进行计算(1997)CSS-CSS-to-Holdomologicy Dictionary(1998)魔术状态蒸馏(1999-2004)量子电线中的Majorana Modes(2000)Alexei Yu。kitaev:拓扑量子代码(1996-2003)受到身体保护的量子计算(1997)与非亚伯人Anyons进行计算(1997)CSS-CSS-to-Holdomologicy Dictionary(1998)魔术状态蒸馏(1999-2004)量子电线中的Majorana Modes(2000)
可以用从进化生物学借来的适当术语来描述凝结物理学的进展:标点平衡。该术语用于描述物种进化中的突然跳跃,这些进化是由长期(称为停滞的长期)所产生的,几乎没有或没有明显的变化。在1980年代初期,由于发现裂纹的量子大厅的效应,凝结的物质发生了范式转移,并且理论上的预测是,这种系统可以作为一种新兴的现象,既有玻色子也不是玻色子,也不是费米子。之后,长期以来以缓慢的速度以缓慢的节奏进行了实验和理论。将近四十年后,这些发展最终达到了两个精美的实验,共同提供了迄今为止任何人所做的最强大的实验证明[1,2]。每个实验都检测到最简单的变量的任何人,因为它们获得了一个分数相,该相位阶段会在玻色子和费米子之间进行固定。一个实验测量粒子相关性。这项技术测量了粒子喜欢束缚在一起的程度:玻色子束在一起,费米斯喜欢分开,任何人都在介于两者之间做某事。另一个使用互联仪来查明通过环绕另一个粒子在另一个粒子周围获得的相位的相位。该实验利用了颗粒的交换特性。两个玻色子的互换坐标将2的量子机械相添加到总波函数中,而对于两个fermions,其pi和两个人在两个介于两者之间的位置。在2012年,Majorana Fermions的第一个实验签名除了这些简单的人,量子霍尔系统有望实现更多异国情调的人,例如Majorana fermions,它们对它们编织的顺序敏感 - 该属性可以实现量子计算的某些方案[3]。Majorana fermion是其自身的反粒子,于1937年提出,很长一段时间以来,它似乎与凝聚的物理学无关。在21世纪理论的转弯预测[4,5]时,马利亚纳斯也可能发生在冷凝的物质系统中。
量子计算机的运行速度比传统计算机快得多。它基于叠加原理工作。但由于退相干效应,量子态的叠加会因与环境的相互作用而遭到破坏。完全隔离一个量子系统以使其摆脱退相干是一个真正的挑战。这个问题可以通过使用物质的拓扑量子相来规避。这些相具有称为任意子的准粒子激发。任意子是电荷通量复合材料,表现出奇异的分数统计特性。当交换顺序很重要时,任意子被称为非阿贝尔任意子。拓扑超导体中的马约拉纳费米子和某些量子霍尔态中的准粒子是非阿贝尔任意子。这种物质的拓扑相具有基态简并性。两个或多个非阿贝尔任意子的融合可以导致多个任意子的叠加。拓扑量子门是通过非阿贝尔任意子的编织和融合来实现的。容错是通过任意子的拓扑自由度来实现的。这种自由度是非局部的,因此无法受到局部扰动的影响。本文讨论了拓扑量子比特的希尔伯特空间。简要给出了二元门的 Ising 和斐波那契任意子模型。三元逻辑门比二元逻辑门更紧凑,自然出现在一种称为元任意子的任意子模型中。元任意子的融合和编织矩阵的数学模型是重耦合理论的量子变形。我们提出,现有的量子三元算术门可以通过元任意子的编织和拓扑电荷测量来实现。