最近，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉及其同事苑震生、陳宇翱等在國際上首次通過量子調(diào)控的方法，在超冷原子體系中發(fā)現(xiàn)了拓?fù)淞孔游飸B(tài)中的準(zhǔn)粒子——任意子，并通過主動(dòng)控制兩類任意子之間的交換和編織，證實(shí)了任意子的分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)特性，向著實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔佑?jì)算的方向邁出了重要一步。近日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-物理學(xué)》以研究長(zhǎng)文的形式在線發(fā)表了這項(xiàng)重要研究成果。 UgSB>V<?  
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　　組成物質(zhì)世界的基本粒子通常根據(jù)其攜帶的自旋分為兩類，即自旋為整數(shù)的玻色子（如光子）和自旋為半整數(shù)的費(fèi)米子（如電子）。然而，1977年，挪威科學(xué)家Leinaas和Myrheim提出一個(gè)令人驚訝的理論：在二維空間中存在某種粒子，其行為服從介于玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)之間的新的分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)。由這類奇異粒子構(gòu)成的物理系統(tǒng)，其波函數(shù)在兩粒子坐標(biāo)交換的情況下不體現(xiàn)對(duì)稱或反對(duì)稱性，而是獲得一個(gè)任意的相位因子。因此，美國物理學(xué)家、2004年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主Wilczek將該類準(zhǔn)粒子命名為任意子（Anyon）。 :r,pqnH_  
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　　任意子的理論被提出后不久，物理學(xué)家就在實(shí)驗(yàn)上捕捉到了它的蹤跡。1982年，美國華裔科學(xué)家崔琦等在二維電子氣中發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，也借此獲得1998年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；之后，國際上一些研究小組又通過一系列實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到任意子具有分?jǐn)?shù)電荷的特征，并發(fā)現(xiàn)這些分?jǐn)?shù)的大小與材料的拓?fù)湫再|(zhì)有關(guān)：材料的拓?fù)湫再|(zhì)不同，產(chǎn)生的分?jǐn)?shù)拓?fù)湎辔灰哺�著變化。然而，如何直接�?shí)驗(yàn)觀測(cè)任意子交換時(shí)產(chǎn)生的拓?fù)湎辔贿M(jìn)而驗(yàn)證其分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)特性，一直是一個(gè)巨大的實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)。 f}ji?p  
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　　1997年，正在人們著迷于研究任意子的基本物理性質(zhì)的時(shí)候，時(shí)任朗道理論物理所研究員、2016年基礎(chǔ)科學(xué)突破獎(jiǎng)得主Kitaev提出另一個(gè)大膽的想法：能否利用拓?fù)洳牧献鳛榱孔颖忍貜奈锢韺用嬉种仆讼喔蓮亩�保護(hù)量子比特，并操控材料中的任意子進(jìn)行量子計(jì)算？他隨即發(fā)展了一套基于任意子編織的拓?fù)淞孔佑?jì)算理論，很快引起了量子物理學(xué)家的關(guān)注。之后的理論研究表明，拓?fù)淞孔佑?jì)算的容錯(cuò)能力比之前最好的基于糾錯(cuò)碼的量子計(jì)算提升了約3個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到了約1%，該容錯(cuò)率是目前實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠達(dá)到的水平，這極大地激發(fā)了科學(xué)家們研制量子計(jì)算機(jī)的熱情。 n,(sBOQ  
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