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中国科大首次在超冷原子体系中观测到任意子激发

合肥在线  2017-09-13 21:45   稿源: 合肥在线

  合肥在线讯(记者 王旭)9月13日,记者从中国科学技术大学获悉,潘建伟教授及其同事苑震生、陈宇翱等在国际上首次通过量子调控的方法在超冷原子体系中发现了拓扑量子物态中的准粒子——任意子,并通过主动控制两类任意子之间的交换和编织,证实了任意子的分数统计特性,向着实现拓扑量子计算的方向迈出了重要一步。国际权威学术期刊《自然·物理学》日前发表了该成果。

  任意子的理论被提出后,物理学家就在实验中捕捉到了它的踪迹。但如何直接实验观测任意子交换时产生的拓扑相位,进而验证其分数统计特性,一直是一个巨大的实验挑战。

  十多年前,潘建伟研究团队就开始了对拓扑量子计算的研究并取得了一系列成果。近期,他们创造性地搭建了新的实验系统并开发了独特的量子调控技术,研发了自旋依赖的超晶格系统来囚禁和操控超冷原子,成功操控光晶格中约800个超冷原子同时产生了约200个四原子自旋纠缠态。他们首次观测到了四体环交换相互作用,并通过微波反转原子自旋的方法,实现了任意子之间的编织交换过程,首次在光晶格体系中直接观测到了任意子交换产生的分数拓扑相位。

  据介绍,该研究成果的实现,为进一步研究任意子的拓扑性质提供了新的实验平台和手段,将推动拓扑量子计算和晶格规范场量子模拟领域的研究进展。

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