量子コンピューティングは革命的なブレークスルーを達成しました。 Google Quantum AI が非アベル人の織物を発見

5 月 19 日 Google の研究チーム Google Quantum AI は最近、編み込まれた非アベル型アニオンを初めて観察したと発表しました。このブレークスルーは量子コンピューティングに革命をもたらす可能性があります。ノイズに対してより堅牢になり、トポロジカル量子コンピューティングへの新しい道が開かれます。

直観的には、2 つの同一のオブジェクトが交換されたかどうかを確認することは不可能であり、これはこれまでに観察されたすべての粒子に当てはまります。

Google Quantum AI 研究者は、非アベルのアニョンを編むことによる奇妙な効果を初めて観察しました。

非アベルのアニョン (壊れると予測されているものだけ)この粒子 (通常の粒子) は、その魅力的な特性と、その動作をノイズに対してより堅牢にすることで量子コンピューティングに革命をもたらす可能性があるため、研究者たちの注目を集めています。 Microsoft やその他の企業は、量子コンピューティングの研究にこのアプローチを選択しています。しかし、この分野の研究者たちは何十年もこの研究に取り組んできたので、非アベル人やその奇妙な行動を観察するのは非常に困難です。

Google Quantum AI による非アベル人アノンの発見、研究、観察

5 月 11 日付けの Nature 誌に掲載された論文で、Google Quantum AI の研究研究者らは、特異なアノンを観察したと発表しました。超伝導量子プロセッサの1つを使用して、非アーベル人アノンの行動を初めて調査しました。彼らはまた、この現象を量子コンピューティングにどのように利用できるかを実証しました。今週初め、量子コンピューティング企業Quantumは、Google Quantum AIの調査結果を補足する、このテーマに関する別の研究レポートを発表した。これらの結果は、トポロジカル量子計算の新しい道を切り開きます。この計算では、非アーベルのエニオンを三つ編みのようにねじることによって演算が実行されます。

Google Quantum AIのチームメンバーで論文の筆頭著者であるTrondI Andersen氏は、「非アーベル人アノンのエキゾチックな影響に関するこの最初の観察は、量子でアクセスできるエキサイティングな可能性を本当に浮き彫りにしている」と述べた。

彼は、人が 2 つの同一の物体を同時に観察し、その後目を閉じると想像できると述べました。目を開けた後も、2 つの物体は依然としてまったく同じに見えます。彼らは確かに交換されましたか？直感は、2 つの物体が本当に同じである場合、それらを区別する方法がないことを人々に伝えます。

量子力学もこの直観をサポートしますが、それはよく知られた 3 次元の世界でのみです。同じ物体が 2 次元平面内で移動するように制約されている場合、人々の直観は時々失敗する可能性があり、量子力学によっていくつかの奇妙なことが起こる可能性があります。非アーベル人の誰もが、たとえ完全に同じであるにもかかわらず、非アーベル人の人は一種の記憶を保持します。 , しかし、それらのうちの2つがいつ交換されたかを知ることは可能です。

この「記憶」は時空の連続した線として捉えられており、非アーベル系アニオン粒子の「世界線」とも言えます。非アベル人アニオン同士が入れ替わると、互いの「世界線」が絡み合う。それらを正しく織り交ぜ、組み合わせ、織り交ぜることで、トポロジカル量子コンピューターの基本動作を構築できます。

チームはまず、Google 研究チームにとってよく知られた用語である「チェス盤」でうまく表現される量子もつれ状態の超伝導量子ビットを準備しましたが、最近これを使用して量子誤り訂正のマイルストーンを実証しました。設定。アーベルのアニョンと呼ばれるチェス盤配置で出現した粒子の一種で、あまり関連性はありませんが、それほど有用ではありませんでした。

非アーベル人アノンの挙動を観察するために、研究者らは量子ビットの量子状態を引き伸ばしたり圧縮したりして、市松模様を奇妙な形の多角形に変換した。これらのポリゴン内の特定の頂点には、非アーベルの Anyon が含まれています。コーネル大学物理学教授のウナ・キム氏と元ポスドクのユーリ・レンスキー氏が開発したプロトコルを使用し、研究チームは格子の変形と非アーベル頂点の位置の移動を続けることで、非アーベルのあらゆるものを移動させることができた。

Google の研究者たちは、一連の実験で、これらの非アーベル型アニオンの行動と、それらがより一般的なアーベル型アニオンとどのように相互作用するかを観察しました。 2種類の粒子が絡み合うと、粒子が絡み合って衝突すると、不思議なことに消えたり、再び現れたり、ある種類から別の種類に変化するという奇妙な現象が起こりました。最も重要なことは、Google 量子 AI 研究チームが非アーベルアニオンのシグネチャを観察したことです。それらのうちの 2 つが交換されると、システムの量子状態に測定可能な変化が引き起こされます。これは、これまで観測されたことのない驚くべき現象です。

最後に、チームは非アーベル人のanyonsを量子コンピューティングにどのように組み込むことができるかを実証しました。いくつかの非アーベル系アニオンを織り交ぜることにより、グリーンバーグ・ホーン・サリンジャー（GHZ）状態と呼ばれるよく知られた量子もつれ状態を作り出すことができた。

Microsoft と量子コンピューティング会社 Quantum は、非アーベル粒子の研究も行っています

Microsoft が選択した研究方法の核心は、量子コンピューティングの研究に適用する非アーベル粒子の物理学を研究することです。 Google の研究チームは、これらのアノンをホストする材料システムを設計しようとしていますが、同じ種類の物理学が超伝導プロセッサでも実現できることを示しました。

量子コンピューティング企業Quantumは最近、非アーベルウィービングを実証した印象的な研究結果を発表しました。この研究では、トラップされたイオン量子プロセッサを使用しています。アンダーセン氏は、他の量子コンピューティンググループも非アーベルブレイディングに取り組んでいることに注目して喜んでいる。同氏は、「将​​来の量子コンピューティングで非アーベル型アニオンをどのように使用するか、またその特殊な動作がフォールトトレラントなトポロジカル量子コンピューティングの鍵となり得るかどうかは、非常に興味深い研究になるだろう。」と述べた。

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