科學家首次在一維量子氣體中創造出奇異「任意子」！量子運算新突破

在一項驚人的突破中，科學家首次在一維超冷氣體中觀測到「任意子」——這種具有特殊統計特性的奇異粒子，既非費米子也非玻色子。這項發現可能為開發先進量子態奠定基礎，甚至徹底改變數子運算的未來。

宇宙萬物原本僅由兩種基本粒子構成：費米子（如電子和夸克）構成物質，玻色子（如光子和膠子）則負責傳遞自然力。這兩類粒子遵循截然不同的量子規則——當兩個費米子互換位置時，其量子波函式會產生π相位變化，而玻色子則完全不會。

如今研究團隊發現的全新粒子任意子，其行為正好介於兩者之間。它們的相位變化既非零也非π，而是介於中間的任意值。值得注意的是，任意子並非獨立存在的粒子，而是特殊量子態中的集體激發現象，類似固體中聲子作為振動量子化的表現。

來自因斯布魯克大學、巴黎薩克雷大學和布魯塞爾自由大學的聯合團隊，在《自然》期刊發表這項突破性研究。他們將可移動雜質精準注入接近絕對零度的玻色子氣體中，透過追蹤其相互作用，首次在一維系統中捕捉到任意子的明確特徵。

「最令人驚嘆的是，我們能連續調控統計相位，實現從玻色子到費米子行為的平滑轉變。」研究主要作者Sudipta Dhar強調。理論物理學家Botao Wang也指出：「我們的模型完美重現了實驗結果，為量子態工程開啟新篇章。」

這項研究不僅提供研究任意子的新平臺，更具體實踐了「拓撲量子運算」的關鍵概念——這種革命性技術有望解決現有量子處理器的根本缺陷。隨著對量子物質探索邁出關鍵一步，這些奇異粒子很可能將重塑未來量子科技的發展藍圖。