麻省理工學院（MIT）近日發表在《科學》（Science）期刊上的研究稱，首次觀測到一種奇異的物理現象，有助於量子電腦在容錯性上實現突破。

量子電腦的高錯誤率是目前其發展道路上的一大障礙。這份研究稱，經過幾十年的嘗試，首次觀測到了非阿爾貝（non-Abelian）的阿哈羅諾夫－玻姆效應（Aharonov-Bohm Effect，簡稱A-B效應）——一種包括光波、合成磁場和時間反轉這些因素的罕見物理現象。

阿爾貝（Abelian）和非阿爾貝是規範場（gauge field）理論中的兩種類別。前者表示調換中間的過程，結果仍是一樣的規範，也稱為可交換（commutative）；後者則表示不可交換，即過程出現變換將導致結果的不同。

A-B效應是量子力學史上的重要實驗，但是在這份研究之前，研究者無法：

●在實驗室創造非阿爾貝條件；

●即使創造了非阿爾貝條件，也無法探測其可能產生的效應。

這份研究稱，他們成功解決了這兩個問題。

研究者之一MIT的物理學教授馬林．索亞奇奇（Marin Soljačić）說，他們的團隊設計的這個實驗「將啟發使用光子、極化子、量子氣體和超導量子位的量子模擬中實現罕見的量子拓撲相位。」

索亞奇奇還說，他們合成的非阿爾貝規範場生成了非阿爾貝貝瑞相位（Berry phase），「與相互作用的結合，將來可能可以作為量子電腦容錯的平台」。

不過索亞奇奇承認，目前這個實驗主要還在基礎理論研究階段，要實現多種應用，還需要突破很多難點。

首先，要實現量子電腦的應用，這個實驗需將範圍從單設備擴大到陣列設備。

再者，要將實驗中使用的激光束換成單個光子源。

沒有參與這份研究的同行、哈佛大學的物理教授艾甚文．維甚萬那（Ashvin Vishwanath）對這份研究給予很高的評價：「非阿爾貝貝瑞相位是揭開很多現代物理學謎題的理論明珠。我希望這份研究既能直接奠基構建更複雜的架構，或間接啟發他人的研究。」◇'

 

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