Physiker erschaffen schwer fassbare Teilchen, die sich an ihre Vergangenheit erinnern

Vor vierzig Jahren grübelte Frank Wilczek über eine bizarre Teilchenart nach, die nur in einem flachen Universum leben könnte. Hätte er den Stift zu Papier gebracht und die Berechnungen durchgeführt, hätte Wilczek herausgefunden, dass diese damals theoretischen Partikel eine jenseitige Erinnerung an ihre Vergangenheit enthielten, die zu tief in das Gewebe der Realität eingewoben war, als dass eine einzige Störung sie auslöschen könnte.

Da er jedoch keinen Grund dafür sah, dass die Natur solche seltsamen Bestien zulassen sollte, entschied sich der zukünftige Nobelpreisträger dafür, seine Gedankenexperimente nicht bis zu ihren ausgefallensten Schlussfolgerungen zu verfolgen – trotz der Einwände seines Mitarbeiters Anthony Zee, eines renommierten theoretischen Physikers an der Universität von Kalifornien, Santa Barbara.

"Ich sagte: 'Komm schon, Tony, die Leute werden sich über uns lustig machen'", sagte er Wilczek, jetzt Professor am Massachusetts Institute of Technology.

Andere waren nicht so zurückhaltend. Forscher haben in den letzten drei Jahrzehnten Millionen von Dollar ausgegeben, um die partikelähnlichen Objekte einzufangen und zu zähmen, die unter dem kryptischen Spitznamen „nicht-abelianischer Anyons“ bekannt sind.

Jetzt sind endlich zwei wegweisende Experimente gelungen, und niemand lacht. „Das war ein Ziel, und jetzt ist es getroffen“, sagte Wilczek.

Physiker der Firma Quantinuum gab heute bekannt, dass sie den neu vorgestellten H2-Prozessor der nächsten Generation des Unternehmens verwendet hatten nicht-abelsche Anyonen synthetisieren und manipulieren in einer neuen Phase der Quantenmaterie. Ihre Arbeit folgt ein Preprint veröffentlicht im letzten Herbst, in dem Forscher mit Google die erste eindeutige Verflechtung von nicht-abelschen Objekten feierten, ein Proof of Concept, dass Informationen in ihrem gemeinsamen Speicher gespeichert und manipuliert werden können. Zusammen lassen die Experimente die wachsenden Muskeln von Quantengeräten spielen und bieten gleichzeitig einen potenziellen Einblick in die Zukunft des Rechnens: Indem sie nahezu unzerstörbare Aufzeichnungen ihrer Reisen durch Raum und Zeit führen, könnten nicht-abelsche Anyonen die vielversprechendste Plattform für fehlertolerantes Bauen bieten Quantencomputer.

„Als reine Wissenschaft ist es einfach, wow“, sagte er Ady Stern, ein Theoretiker der kondensierten Materie am Weizmann Institute of Science in Israel, der seine Karriere damit verbracht hat, die Objekte zu studieren. „Das bringt Sie [dem topologischen Quantencomputing] näher. Aber wenn uns die letzten Jahrzehnte eines gezeigt haben, dann ist es ein langer und kurvenreicher Weg.“

Flatland-Computing

1982 half Wilczek dabei, den Geist der Physiker für die Menagerie von Teilchen zu öffnen, die in zwei Dimensionen existieren könnten. Er arbeitete die Folgen der Beschränkung der Quantengesetze auf ein hypothetisches, völlig flaches Universum aus und stellte fest, dass es seltsame Teilchen mit gebrochenen Spins und Ladungen enthalten würde. Darüber hinaus könnte das Austauschen ansonsten nicht unterscheidbarer Partikel sie auf eine Weise verändern, die für ihre dreidimensionalen Gegenstücke unmöglich wäre. Wilczek frech benannt diese zweidimensionalen Teilchen, da sie zu fast allem fähig zu sein schienen.

Wilczek konzentrierte sich auf die einfachsten „abelschen“ Anyonen, Partikel, die sich beim Vertauschen auf subtile Weise verändern, die nicht direkt nachweisbar sind.

Er hielt kurz davor inne, die wildere Option zu erkunden – nicht-abelsche Anyons, Partikel, die eine gemeinsame Erinnerung haben. Das Vertauschen der Positionen zweier nicht-abelscher Anyonen erzeugt einen direkt beobachtbaren Effekt. Es schaltet den Zustand ihrer gemeinsamen Wellenfunktion um, eine Größe, die die Quantennatur eines Systems beschreibt. Wenn Sie auf zwei identische nicht-abelsche Anyonen stoßen, können Sie durch Messen ihres Zustands feststellen, ob sie sich schon immer in diesen Positionen befunden haben oder ob sich ihre Wege gekreuzt haben – eine Macht, die kein anderes Teilchen für sich beanspruchen kann.

Wilczek erschien diese Vorstellung zu phantastisch, um sich zu einer formalen Theorie zu entwickeln. „Welche Aggregatzustände unterstützen diese?“ er erinnerte sich an das Denken.

Aber 1991 zwei Physiker diese Staaten identifiziert. Sie sagten voraus, dass an einer Oberfläche haftende Elektronen, wenn sie starken Magnetfeldern und ausreichend niedrigen Temperaturen ausgesetzt werden, auf genau die richtige Weise zusammenwirbeln würden, um nicht-abelsche Anyonen zu bilden. Die Anyons wären keine Elementarteilchen – unsere 3D-Welt verbietet das – aber „Quasiteilchen.“ Dies sind Ansammlungen von Partikeln, aber man stellt sie sich am besten als einzelne Einheiten vor. Quasiteilchen haben genaue Positionen und Verhaltensweisen, genau wie Ansammlungen von Wassermolekülen Wellen und Strudel erzeugen.

1997 führte Alexei Kitaev, ein Theoretiker am California Institute of Technology, wies darauf hin, dass solche Quasiteilchen die perfekte Grundlage für Quantencomputer bilden könnten. Physiker schwärmen seit langem von der Möglichkeit, die Quantenwelt zu nutzen, um Berechnungen durchzuführen, die über die Reichweite typischer Computer und ihrer binären Bits hinausgehen. Aber Qubits, die atomartigen Bausteine ​​von Quantencomputern, sind zerbrechlich. Ihre Wellenfunktionen brechen bei der leichtesten Berührung zusammen und löschen ihre Erinnerungen und ihre Fähigkeit, Quantenberechnungen durchzuführen. Diese Schwäche hat Ambitionen erschwert, Qubits lange genug zu kontrollieren, damit sie langwierige Berechnungen durchführen können.

Kitaev erkannte, dass das gemeinsame Gedächtnis von nicht-abelschen Anyonen als ideales Qubit dienen könnte. Für den Anfang war es formbar. Sie könnten den Zustand des Qubits ändern – indem Sie eine Null in eine Eins umwandeln –, indem Sie die Positionen der Anyons auf eine als „Flechten“ bekannte Weise austauschen.

Sie könnten auch den Zustand des Qubits auslesen. Wenn zum Beispiel die einfachsten nicht-abelschen Anyonen zusammengebracht und „fusioniert“ werden, emittieren sie nur dann ein weiteres Quasiteilchen, wenn sie geflochten wurden. Dieses Quasiteilchen dient als physische Aufzeichnung ihrer kreuz und quer verlaufenden Reise durch Raum und Zeit.

Und entscheidend ist, dass das Gedächtnis auch nahezu unbestechlich ist. Solange die Anyons weit voneinander entfernt sind, wird das Anstoßen eines einzelnen Partikels den Zustand des Paares nicht ändern – ob Null oder Eins. Auf diese Weise wird ihr kollektives Gedächtnis effektiv von der Kakophonie des Universums abgeschnitten.

„Das wäre der perfekte Ort, um Informationen zu verstecken“, sagte er Maissam Barkeshli, Theoretiker der kondensierten Materie an der University of Maryland.

Widerspenstige Elektronen

Kitaevs Vorschlag wurde als „topologisches“ Quantencomputing bekannt, weil er sich auf die Topologie der Geflechte stützte. Der Begriff bezieht sich auf allgemeine Merkmale des Geflechts – zum Beispiel die Anzahl der Windungen – die nicht durch eine bestimmte Verformung ihres Verlaufs beeinflusst werden. Die meisten Forscher glauben heute, dass Zöpfe in der einen oder anderen Form die Zukunft des Quantencomputings sind. Microsoft hat zum Beispiel Forscher, die versuchen, Elektronen davon zu überzeugen, direkt nicht-abelsche Anyonen zu bilden. Das Unternehmen hat bereits Millionen von Dollar in den Bau winziger Drähte investiert, die – bei ausreichend kalten Temperaturen – an ihren Spitzen die einfachsten Arten von flechtbaren Quasiteilchen beherbergen sollten. Die Erwartung ist, dass sich Elektronen bei diesen niedrigen Temperaturen auf natürliche Weise zu Anyonen versammeln, die wiederum zu zuverlässigen Qubits geflochten werden können.

Nach einem Jahrzehnt der Bemühungen sind diese Forscher jedoch immer noch da kämpfen, um zu beweisen dass ihr Ansatz funktioniert. Auf eine spritzige Behauptung aus dem Jahr 2018, sie hätten endlich die einfachste Art von nicht-abelschen Quasiteilchen entdeckt, die als „Majorana-Nullmoden“ bekannt sind, folgte 2021 ein ähnlich hochkarätiger Rückzug. Das Unternehmen berichtete über neue Fortschritte in a Vordruck 2022, aber nur wenige unabhängige Forscher erwarten bald ein erfolgreiches Flechten.

Ähnliche Bemühungen, Elektronen in nicht-abelsche Anyonen umzuwandeln, sind ebenfalls ins Stocken geraten. Bob Willett von Nokia Bell Labs hat kommt wohl am nächsten in seinen Versuchen, Elektronen in Galliumarsenid einzusperren, wo vielversprechende, aber subtile Zeichen Flechten bestehen. Die Daten sind jedoch chaotisch, und die ultrakalte Temperatur, ultrareine Materialien und ultrastarke Magnetfelder erschweren die Reproduktion des Experiments.

„Es gibt eine lange Geschichte, in der nichts beobachtet wurde“, sagte er Eun Ah Kim der Cornell University.

Das Aneinanderreihen von Elektronen ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit, nicht-abelsche Quasiteilchen herzustellen.

„Ich hatte das alles aufgegeben“, sagte Kim, die Jahre damit verbracht hat, Wege zu finden, wie man jeden als Doktorand erkennen kann, und jetzt mit Google zusammenarbeitet. „Dann kamen die Quantensimulatoren.“

Kompatible Qubits

Quantenprozessoren verändern die Jagd nach Anyons. Anstatt zu versuchen, Horden von Elektronen dazu zu bringen, sich in Einklang zu bringen, haben Forscher in den letzten Jahren damit begonnen, die Geräte zu verwenden, um einzelne Qubits ihrem Willen zu unterwerfen. Einige Physiker betrachten diese Bemühungen als Simulationen, da die Qubits im Prozessor Abstraktionen von Partikeln sind (während ihre physikalische Natur von Labor zu Labor unterschiedlich ist, können Sie sie sich als Partikel vorstellen, die sich um eine Achse drehen). Aber die Quantennatur der Qubits ist real, also sind die Prozessoren – Simulationen oder nicht – zu Spielplätzen für topologische Experimente geworden.

„Es haucht dem Feld neues Leben ein“, sagte er Fiona Burnell, ein Theoretiker der kondensierten Materie an der University of Minnesota, „weil es so schwierig war, Festkörpersysteme herzustellen.“

Die Synthese von Anyons auf Quantenprozessoren ist eine alternative Möglichkeit, die Leistungsfähigkeit von Kitaevs Zöpfen zu nutzen: Akzeptieren Sie, dass Ihre Qubits mittelmäßig sind, und korrigieren Sie ihre Fehler. Die heutigen schäbigen Qubits funktionieren nicht sehr lange, daher hätten alle daraus gebauten auch eine kurze Lebensdauer. Der Traum ist es, Gruppen von Qubits schnell und wiederholt zu messen und auftretende Fehler zu korrigieren, um so die Lebensdauer der Anyons zu verlängern. Die Messung löscht die Quanteninformationen eines einzelnen Qubits, indem seine Wellenfunktion kollabiert und in ein klassisches Bit umgewandelt wird. Das würde auch hier passieren, aber die wichtigen Informationen würden unantastbar bleiben – verborgen im kollektiven Zustand vieler Personen. Auf diese Weise hoffen Google und andere Unternehmen, Qubits mit schnellen Messungen und schnellen Korrekturen (im Gegensatz zu niedrigen Temperaturen) zu stützen.

„Seit Kitaev“, sagte er Mike Zaletel, ein Physiker für kondensierte Materie an der University of California, Berkeley, „ist die Art und Weise, wie die Leute glauben, dass die Quantenfehlerkorrektur wahrscheinlich funktionieren wird.“

Google nahm ein großer Schritt in Richtung Quantenfehlerkorrektur im Frühjahr 2021, als Forscher etwa zwei Dutzend Qubits zu dem einfachsten Gitter zusammenbauten, das zur Quantenfehlerkorrektur fähig ist, einer Phase der Materie, die als torischer Code bekannt ist.

Das Erstellen des torischen Codes auf dem Prozessor von Google läuft darauf hinaus, jedes Qubit zu zwingen, strikt mit seinen Nachbarn zusammenzuarbeiten, indem es sie sanft mit Mikrowellenimpulsen anstupst. Ungemessen bleibt ein Qubit in einer Überlagerung vieler möglicher Richtungen. Der Prozessor von Google reduziert diese Optionen effektiv, indem er jedes Qubit dazu bringt, seine Drehachse mit seinen vier Nachbarn auf bestimmte Weise zu koordinieren. Während der torische Code topologische Eigenschaften hat, die für die Quantenfehlerkorrektur verwendet werden können, beherbergt er keine nicht-abelschen Quasiteilchen. Dafür musste Google auf einen seltsamen Trick zurückgreifen lange bekannt Für Theoretiker: Bestimmte Unvollkommenheiten im Qubit-Gitter, die als „Twist-Defekte“ bezeichnet werden, können nicht-abelsche Magie erlangen.

Im vergangenen Herbst veröffentlichten Kim und Yuri Lensky, ein Theoretiker bei Cornell, zusammen mit Google-Forschern ein Rezept für leicht machen und Flechten von Fehlerpaaren im torischen Code. In einem kurz darauf geposteten Preprint berichten Experimentatoren bei Google Umsetzung gemeldet diese Idee, die das Trennen von Verbindungen zwischen benachbarten Qubits beinhaltete. Die daraus resultierenden Fehler im Qubit-Gitter verhielten sich wie die einfachste Art von nicht-abelschen Quasiteilchen, die Majorana-Nullmoden von Microsoft.

„Meine erste Reaktion war: ‚Wow, Google hat gerade simuliert, was Microsoft zu bauen versucht. Das war ein echter Kraftakt“, sagte er Tyler Ellison, Physiker an der Yale University.

Indem sie die durchtrennten Verbindungen optimierten, konnten die Forscher die Verformungen verschieben. Sie machten zwei Paare von nicht-abelschen Defekten, und indem sie sie um ein Fünf-mal-fünf-Qubit-Schachbrett schoben, brachten sie gerade noch einen Zopf heraus. Die Forscher lehnten es ab, sich zu ihrem Experiment zu äußern, das zur Veröffentlichung vorbereitet wird, aber andere Experten lobten die Leistung.

„Bei vielen meiner Arbeiten habe ich ähnlich aussehende Bilder gekritzelt“, sagte Ellison. „Es ist erstaunlich zu sehen, dass sie das tatsächlich demonstriert haben.“

Malen nach Maß

Währenddessen führte eine Gruppe von Theoretikern vorbei Ashvin Vishwanath an der Harvard University verfolgte stillschweigend ein Ziel, das viele für ein noch erhabeneres Ziel halten: die Schaffung einer komplizierteren Phase der Quantenmaterie, in der echte nicht-abelsche Anyonen – im Gegensatz zu Defekten – nativ in einer ursprünglichen Phase der Materie entstehen. „[Googles] Fehler ist so etwas wie ein baby-nicht-abelsches Ding“, sagte Burnell, der an beiden Bemühungen nicht beteiligt war.

Jeder beider Arten lebt in Materiephasen mit einer topologischen Natur, die durch komplizierte Wandteppiche aus hauchdünnen Fäden definiert sind, Quantenverbindungen, die als Quantenverbindungen bekannt sind Verschränkung. Verschränkte Partikel verhalten sich koordiniert, und wenn Billionen von Partikeln verschränkt werden, können sie sich in komplizierten Phasen kräuseln, die manchmal mit verglichen werden Tänze. In Phasen mit topologischer Ordnung organisiert die Verschränkung Teilchen in Schleifen ausgerichteter Spins. Wenn eine Schleife geschnitten wird, ist jedes Ende ein Anyon.

Topologische Ordnung gibt es in zwei Varianten. Einfache Phasen wie der torische Code haben eine „abelsche Ordnung“. Dort sind lose Enden abelsche Anyons. Aber Forscher, die nach wahren nicht-abelschen Anyons suchen, haben einen völlig anderen und viel komplizierteren Wandteppich mit nicht-abelscher Ordnung im Visier.

Vishwanaths Gruppe half beim Kochen eines Phase mit abelscher Ordnung im Jahr 2021. Sie träumten davon, noch weiter zu gehen, aber das Zusammenfügen von Qubits in nicht-abelsche Verschränkungsmuster erwies sich als zu kompliziert für die heutigen instabilen Prozessoren. Also durchforstete die Crew die Literatur nach frischen Ideen.

Sie fanden einen Hinweis in a Paar of Papiere aus Jahrzehnten zuvor. Die meisten Quantengeräte berechnen, indem sie ihre Qubits so massieren, als würde man ein Kissen aufschütteln, und zwar auf sanfte Weise, bei der keine Füllung durch die Nähte fliegt. Das sorgfältige Stricken von Verstrickungen durch diese „einheitlichen“ Operationen braucht Zeit. Aber in den frühen 2000er Jahren schlug Robert Raussendorf, ein Physiker, der jetzt an der University of British Columbia ist, eine Abkürzung. Das Geheimnis bestand darin, durch Messung Teile der Wellenfunktion wegzuhacken – der Prozess, der normalerweise Quantenzustände zerstört.

„Es ist eine wirklich gewalttätige Operation“, sagte er Ruben Verresen, einer von Vishwanaths Mitarbeitern in Harvard.

Raussendorf und seine Mitarbeiter erläuterten, wie selektive Messungen an bestimmten Qubits einen entwirrten Zustand annehmen und ihn absichtlich in einen verschränkten Zustand versetzen könnten, ein Prozess, den Verresen mit dem Abschneiden von Marmor vergleicht, um eine Statue zu formen.

Die Technik hatte eine dunkle Seite, die die Versuche der Forscher, nicht-abelsche Phasen zu erzeugen, zunächst zum Scheitern verurteilte: Die Messung erzeugt zufällige Ergebnisse. Als die Theoretiker auf eine bestimmte Phase abzielten, ließen die Messungen nicht-abelsche Anyone zufällig herumsprenkeln, als ob die Forscher versuchten, die Mona Lisa zu malen, indem sie Farbe auf eine Leinwand spritzten. "Es schien wie ein kompletter Kopfschmerz", sagte Verresen.

Gegen Ende des Jahres 2021 stieß Vishwanaths Gruppe auf eine Lösung: die Modellierung der Wellenfunktion eines Qubit-Gitters mit mehreren Messrunden. Mit der ersten Runde verwandelten sie eine langweilige Materiephase in eine einfache abelsche Phase. Dann leiteten sie diese Phase in eine zweite Messrunde ein und meißelten sie weiter in eine kompliziertere Phase. Indem sie dieses Spiel der topologischen Katzenwiege spielten, erkannten sie, dass sie den Zufall ansprechen konnten, während sie sich Schritt für Schritt bewegten und eine Leiter mit immer komplizierteren Phasen erklommen, um sie zu erreichen eine Phase mit nicht-abelscher Ordnung.

„Anstatt wahllos Messungen auszuprobieren und zu sehen, was man bekommt, möchte man durch die Landschaft der Materiephasen hüpfen“, sagte Verresen. Es ist eine topologische Landschaft, die Theoretiker erst seit kurzem haben angefangen zu verstehen.

Letzten Sommer stellte die Gruppe ihre Theorie auf dem Trapped-Ion-Prozessor H1 von Quantinuum auf die Probe, einem der wenigen Quantengeräte, das Messungen im laufenden Betrieb durchführen kann. Wie die Google-Gruppe, sie machte den abelschen Toruscode und seine nicht-abelschen Defekte geflochten. Sie versuchten eine nicht-abelsche Phase, konnten aber mit nur 20 Qubits nicht dorthin gelangen.

Aber dann nahm ein Forscher am Quantinuum, Henrik Dreyer, Verresen beiseite. Nachdem er ihn mit einer Geheimhaltungsvereinbarung zur Geheimhaltung verpflichtet hatte, teilte er Verresen mit, dass das Unternehmen über ein Gerät der zweiten Generation verfüge. Entscheidend ist, dass der H2 satte 32 Qubits hatte. Es bedurfte erheblicher Fummelei, aber das Team schaffte es, die einfachste nicht-abelsche Phase für 27 dieser Qubits einzurichten. „Wenn wir ein oder zwei Qubits weniger hätten, hätten wir es meiner Meinung nach nicht geschafft“, sagte Vishwanath.

Ihre Experimente markierten den ersten unanfechtbaren Nachweis einer nicht-abelschen Materiephase. „Eine nicht-abelsche topologische Ordnung zu realisieren, ist etwas, was die Leute schon lange tun wollten“, sagte Burnell. „Das ist definitiv ein wichtiger Meilenstein.“

Ihre Arbeit gipfelte in der Verflechtung von drei Paaren von nicht-abelschen Anyonen, sodass ihre Bahnen durch Raum und Zeit ein Muster bildeten, das als Borromäische Ringe bekannt ist, die erste Verflechtung von nicht-abelschen Anyonen. Drei borromäische Ringe sind zusammen untrennbar, aber wenn Sie einen durchschneiden, fallen die anderen beiden auseinander.

„Es gibt so eine Art Gaudi-Faktor“, sagte Wilczek. „Es erfordert eine enorme Kontrolle über die Quantenwelt, um diese Quantenobjekte herzustellen.“

The Big Chill

Während andere Physiker diese Meilensteine ​​feiern, betonen sie auch, dass Google und Quantinuum ein anderes Rennen fahren als Microsoft und Willett. Das Erstellen topologischer Phasen auf einem Quantenprozessor ist wie das Herstellen des kleinsten Eiswürfels der Welt durch Stapeln einiger Dutzend Wassermoleküle – beeindruckend, sagen sie, aber nicht annähernd so befriedigend, wie die natürliche Bildung einer Eisplatte zu beobachten.

„Die zugrunde liegende Mathematik ist extrem schön, und es lohnt sich auf jeden Fall, das zu validieren“, sagte er Chetan Nayak, ein Forscher bei Microsoft, der Pionierarbeit zu nicht-abelschen Systemen geleistet hat. Aber für seinen Teil, sagte er, hoffe er immer noch, dass sich ein System beim Abkühlen von selbst in einen Zustand mit diesem komplizierten Verflechtungsmuster einpendelt.

"Wenn dies eindeutig in [Willetts Experimenten] gesehen würde, wären wir umgehauen", sagte Barkeshli. Es in einem Quantenprozessor zu sehen, „ist cool, aber niemand wird davon umgehauen“.

Das Spannendste an diesen Experimenten ist laut Barkeshli ihre Bedeutung für die Quantencomputing: Forscher haben endlich gezeigt, dass sie die notwendigen Zutaten herstellen können, 26 Jahre nach Kitaevs ursprünglichem Vorschlag. Jetzt müssen sie nur noch herausfinden, wie sie sie wirklich einsetzen können.

Ein Haken ist, dass es wie Pokémon eine enorme Anzahl verschiedener Arten gibt, jede mit ihren eigenen Stärken und Schwächen. Einige haben zum Beispiel reichhaltigere Erinnerungen an ihre Vergangenheit, was ihre Zöpfe rechenleistungsstärker macht. Aber sie zu überreden, ist schwieriger. Jedes spezifische Schema muss solche Kompromisse abwägen, von denen viele noch nicht verstanden sind.

„Jetzt, da wir die Möglichkeit haben, verschiedene Arten von topologischer Ordnung zu erstellen, werden diese Dinge real, und Sie können konkreter über diese Kompromisse sprechen“, sagte Vishwanath.

Der nächste Meilenstein wird eine echte Fehlerkorrektur sein, die weder Google noch Quantinuum versucht haben. Ihre geflochtenen Qubits waren versteckt, aber nicht geschützt, was es erforderlich gemacht hätte, die miesen zugrunde liegenden Qubits zu messen und ihre Fehler schnell in Echtzeit zu beheben. Diese Demonstration wäre ein Wendepunkt in der Quantencomputing, aber es ist noch Jahre entfernt – wenn es überhaupt möglich ist.

Bis dahin hoffen Optimisten, dass diese jüngsten Experimente einen Zyklus in Gang setzen werden, in dem fortschrittlichere Quantencomputer zu einer besseren Kontrolle über nicht-abelsche Quasiteilchen führen und diese Kontrolle wiederum den Physikern hilft, leistungsfähigere Quantengeräte zu entwickeln.

„Nur die Macht der Messung hervorzuheben“, sagte Wilczek, „das ist etwas, das ein Game-Changer sein könnte.“