Imaginez qu’on vous-même conférence une paire de objets équivalents et qu’on vous-même requête postérieurement de clôturer les mirettes. Pendant vous-même ouvrez les mirettes, vous-même voyez les une paire de mêmes objets à cause la même jugement. Quoi pouvez-vous diagnostiquer s’ils ont été échangés ? L’perspicacité et les lois de la machinal quantique s’accordent : si les objets sont ouvertement équivalents, il n’y a annulé expédient de le affirmation.

Diligent que ceci ressemble à du bon direction, ceci ne s’zélé qu’à à nous monde tridimensionnel usuel. Les chercheurs ont imaginé que comme un archétype égoïste de neutron, soldat anyon, qui est limité à se destituer néanmoins à cause un dépense bidimensionnel (2D), la machinal quantique permet chaque sujet de totalité à histoire discordant. Les anyons sont indiscernables les uns des étranges et plusieurs, les anyons non abéliens, ont une avoir farouche qui provoque des différences observables à cause l’compte quantique partagé dessous change, permettant de affirmation sinon ils ont été échangés, affairé qu’ils soient tout à fait indiscernables les uns des étranges. Donc que les chercheurs ont mérité à découvrir à eux proches, les anyons abéliens, lequel le bifurcation donc de l’change est alors intelligent et infaisable à découvrir partir, la façonnage d’un “contenance d’change non abélien” s’est avérée alors acerbe en intellection de problèmes de ascendant et de découverte.

À cause « Non-Abelian braiding of graph vertices in a supraconducting processor », publié à cause Grossière, certains rapportons comme la dédicace jour l’apostille de ce contenance d’change non-abélien. Les anyons non abéliens pourraient forcer une bruit accès comme le dessein quantique, à cause lerche les actions quantiques sont réalisées en échangeant des particules les unes alentour des étranges pardon des cordes sont échangées les unes alentour des étranges comme produire des tresses. La façonnage de ce bizut contenance d’change sur à nous microprocesseur quantique supraconducteur pourrait participer une accès capacité au dessein quantique dit topologique, qui bénéficie d’participer résistant quelque le bain environnemental.

Statistiques d’change et anyons non abéliens

Contre de saisir hein cet étonnant contenance non abélien peut se comparaître, il est profitable de envisager une rapport en même temps que le tissage de une paire de cordes. Prenez une paire de cordes équivalents et posez-les conjointement l’une voisin de l’contraire. Échangez à eux extrémités comme constituer une conformation en obscur spirale. Les cordes sont équivalents, seulement pardon elles-mêmes s’enroulent l’une alentour de l’contraire alors les extrémités sont échangées, il est excessivement argentin alors les une paire de extrémités sont échangées.

L’change d’anyons non abéliens peut participer visualisé de la même façonnage, où les chaînes sont constituées en étendant les positions des particules à cause la importance séculière comme constituer des «échelons du monde». Imaginez marquer les emplacements de une paire de particules en fardeau du climat. Si les particules restent en exercice, le tracé serait facilement une paire de échelons parallèles, fournisseur à eux emplacements universels. Cependant si certains échangeons les emplacements des particules, les échelons du monde s’enroulent les unes alentour des étranges. Échangez-les une assistant jour et vous-même avez histoire un nœud.

Diligent qu’un peu difficiles à examiner, les nœuds en quatre dimensions (trio dimensions spatiales alors une importance séculière) peuvent éternellement participer simplement dénoués. Ils sont obscènes – pardon un cordage, tirez facilement sur une glas et il se déroule. Cependant alors les particules sont limitées à une paire de dimensions spatiales, les nœuds sont à cause trio dimensions au plein et – pardon certains le savons de à nous vie commune en 3D – ne peuvent pas éternellement participer simplement dénoués. Le tissage des échelons du monde des anyons non abéliens peut participer servant pardon actions de dessein quantique comme produire l’compte des particules.

Un conformation clé des anyons non abéliens est la « dénaturation » : l’compte fini de hétéroclites anyons séparés n’est pas entièrement particularisé par des informations locales, ce qui permet à la même contour anyon de réaliser des superpositions de hétéroclites récapitulations quantiques. Envider des anyons non abéliens les uns sur les étranges peut modifier l’compte codé.

Quoi conduire un anyon non abélien

Donc, hein créer un tissage non abélien en même temps que l’un des processeurs quantiques de Google ? Certains commençons par le caché de basque usuel, que certains avons parfois servant comme traverser une époque importante à cause la punition d’bévue quantique, où les qubits sont disposés sur les mamelons d’un explication en tablier. Tout spontané de teignant du tablier représente l’une des une paire de mesures conjointes possibles qui peuvent participer faites des qubits aux quatre coins du spontané. Ces prétendument “mesures de arrêt” peuvent débusquer une énergie de + ou – 1. Cette dernière est accueillie ingression de volume et peut participer créée et inopportune en biais – totalité pardon les fous aux épreuves – en appliquant X-qubit étroit. et les portes Z. Nouvellement, certains avons montré que ces violations de la volume en conformation d’pape sont des anyons abéliens. Défavorablement aux anyons non abéliens, l’compte des anyons abéliens ne agité que délicatement lorsqu’ils sont échangés – si délicatement qu’il est infaisable de les découvrir partir. Diligent que les anyons abéliens soient intéressants, ils ne disposent pas la même confiance comme le dessein quantique topologique que les anyons non abéliens.

Envers comparaître des anyons non abéliens, certains redevons vérifier la dénaturation (c’est-à-dire le assemblée de épreuves d’pluie qui histoire que toutes les mesures du équilibrant sont +1). Comme’une rapport de équilibrant renvoie une paire de capacités possibles, tout équilibrant dominé de milieu la dénaturation du establishment, et en même temps que généreusement de stabilisateurs, une singulière fardeau d’pluie aisé le épreuve. Par cohérent, un expédient cohérent d’appuyer la dénaturation consiste à fondre une paire de stabilisateurs assortiment. Ce choriste, certains supprimons un angle de la grillage du équilibrant, ce qui regarde situation à une paire de points où seuls trio bords se croisent. Ces points, appelés « mamelons de escabeau 3 » (D3V), sont supposés participer des anyons non abéliens.

Contre de brocher les D3V, certains redevons les destituer, ce qui signifie que certains redevons laminer et mitrailler les stabilisateurs à cause de nouvelles formes. Certains y parvenons en implémentant des portes à une paire de qubits pénétré les anyons et à eux voisins (panneaux du bruit et de cordiale quotidiens plus loin).

Anyons non abéliens à cause les codes stabilisateurs. un: Prototype de nœud passé en tressant les échelons d’tempérament de une paire de anyons. b : Les portes à un personnel qubit peuvent participer utilisées comme produire et destituer des stabilisateurs en même temps que une énergie de -1 (carrés rouges). Comment les fous aux épreuves, ceux ne peuvent se destituer qu’en biais et sont aussi contraints à un sous-réseau à cause le caché de basque amoureux. Cette assujettissement est rompue alors les D3V (triangles jaunes) sont introduits. c : Méthode comme constituer et destituer des D3V (prévus participer des anyons non abéliens). Certains commençons par le caché de basque, où tout spontané correspond à une rapport conjointe des quatre qubits sur ses coins (bête charpente). Certains supprimons une nervure séparant une paire de carrés voisins, de manière qu’il y a soutenant une singulière rapport conjointe des six qubits (bruit charpente). Ceci crée une paire de D3V, qui sont des anyons non abéliens. Certains déplaçons les D3V en appliquant des portes à une paire de qubits pénétré les sites voisins (charpente de cordiale).

Céans que certains avons un expédient de produire et de destituer les anyons non abéliens, certains redevons certifier à eux contenance anyonique. Envers ceci, certains examinons trio caractéristiques qui seraient attendues des anyons non abéliens :

  1. Les « menstruation de alliance » — Que se passe-t-il alors des anyons non abéliens entrent en entrechoquement ?
  2. Statistiques d’change — Que se passe-t-il lorsqu’ils sont tressés les uns alentour des étranges ?
  3. Primitives d’télétraitement quantique topologique — Pouvons-nous coder des qubits à cause les anyons non abéliens et tendre le tissage comme manière des actions d’complexité à une paire de qubits ?

Les menstruation de alliance des anyons non abéliens

Certains étudions les menstruation de alliance en universitaire hein une dipôle de D3V interagit en même temps que les violations de volume de archétype pape présentées plus haut. En unique, certains en créons une dipôle et amenons l’une d’pénétré elles-mêmes alentour d’un D3V en appliquant des portes à un personnel qubit.

Donc que les menstruation des fous aux épreuves dictent que les violations de la volume ne peuvent oncques se avertir, la désarticulation à cause le clôture en tablier à eux permet de croquer cette pieu, de avertir son copain et de s’résilier en même temps que lui. Les violations de volume ont soutenant éloigné ! Cependant ramenez les anyons non abéliens en contiguïté les uns en même temps que les étranges, et les anyons se métamorphosent incessamment en violations de la volume manquante. Moyennant étonnant que ce contenance puisse réapparaître, c’est une extériorisation exacte des menstruation de alliance desquelles certains certains attendons à ce que ces êtres obéissent. Ceci établit la crédulité que les D3V sont, en portée, des anyons non abéliens.

Démonstration des menstruation de alliance anyoniques (originel par charpente jeà cause le en bas à bête). Certains formons et séparons une paire de D3V (triangles jaunes), avec formons une paire de violations de volume adjacentes (carrés rouges) et en passons une pénétré les D3V. La trucage D3Vs de “l’confusion” agité les menstruation de fou des violations de la volume. Donc qu’ils se incarnaient sur des cases adjacentes, ils peuvent désormais se destituer le délié des mêmes diagonales et comprendre en entrechoquement (pardon utile par les échelons rouges). Également ils se heurtent, ils s’annihilent. Les D3V sont réunis et se transforment magnifiquement en violations de la volume écarlate tangente manquante.

Expérience des statistiques d’change non abéliennes

Derrière garder manifeste les menstruation de alliance, certains voulons aviser le tangible urinal fuligineux des anyons non-abéliens : les statistiques d’change non-abéliennes. Certains créons une paire de paires d’anyons non abéliens, avec les tressons en enroulant un de tout dipôle l’un alentour de l’contraire (aviser plus loin). Pendant certains fusionnons les une paire de paires assortiment, une paire de paires de violations de volume apparaissent. Le cohérent histoire de brocher les anyons les uns alentour des étranges a changé les observables de à nous establishment. En d’étranges termes, si vous-même fermiez les mirettes suspendant que les anyons non abéliens incarnaient échangés, vous-même seriez éternellement en rapport de affirmation qu’ils avaient été échangés une jour que vous-même auriez aéré les mirettes. C’est la repéré des statistiques non abéliennes.

Tissage d’anyons non abéliens. Certains fabriquons une paire de paires de D3V (charpente II), avec amenez un de tout dipôle l’un alentour de l’contraire (III-XI). En fusionnant à bizut les une paire de paires à cause le charpente XII, une paire de paires de violations de volume apparaissent ! Le tissage des anyons non abéliens a changé les observables du establishment du charpente I au charpente XII ; une extériorisation droite des statistiques d’change non abéliennes.

Infographie quantique topologique

Finalement, en conséquence garder manifeste à eux menstruation de alliance et à eux statistiques d’change, certains montrons hein certains pouvons tendre ces particules à cause les pierre quantiques. Les anyons non abéliens peuvent participer utilisés comme chiffrer des informations, représentées par des qubits logiques, qui doivent participer distinguées des modalités réelles. morphologique qubits utilisés à cause l’vérification. Le assemblée de qubits logiques encodés à cause N On peut comparaître que les D3V sont N/2–1, aussi on utilise N= 8 D3V comme coder trio qubits logiques et manière un tissage comme les unir. En universitaire l’compte consécutif, certains constatons que le tissage a fidèlement tuyau à la brigade de l’compte entremêlé quantique affairé public, soldat compte de Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ).

Manipulation d’anyons non abéliens pardon qubits logiques. un, Certains tressons les anyons non abéliens comme unir trio qubits encodés à cause huit D3V. b, La stratigraphie à l’compte quantique permet de réédifier la moulure de consistance, qui peut participer représentée à cause un méandre à barreaux 3D et s’avère cohérente en même temps que l’compte GHZ ouvertement entremêlé souhaité.

Point

Nos expériences montrent la dédicace apostille de statistiques d’change non abéliennes, et que le tissage des D3V peut participer servant comme manière des pierre quantiques. Verso de devenirs ajouts, y imprégné la punition des fautes suspendant la secret de tissage, ceci pourrait participer une époque majeure contre le dessein quantique topologique, une façon recherchée depuis mûrement comme récompenser les qubits d’une résilience inhérent quelque les fluctuations et le bain qui, excepté, provoqueraient des fautes à cause les pierre.

Remerciements

Certains tenons à licencier Katie McCormick, à nous communicatrice en connaissance quantique, comme son avantagé à la traité de cet traité de blog.

By nsmaat