些非阿贝尔任意子具有一种特殊属性该属性会导致交换下的共享量子态存在可观察到的差异从而可以判断它们何时被交换尽管它们彼此完全无法区分。虽然研究人员已经成功地检测到它们的亲戚阿贝尔任意子其交换下的变化更加微妙且不可能直接检测到但由于控制和检测方面的挑战实现非阿贝尔交换行为被证明更加困难。在自然杂志上发表的超导处理器中的图顶点的非阿贝尔编织中我们首次报告了对这种非阿贝尔交换行为的观察。非阿贝尔任意子可以为量子计算开辟一条新途径其中量子运算是通过相互交换粒子来实现的就像字符串相互交换以创建辫子一样。
在我们的超导量子处理器上实现这种新的交换行为可能是所谓的拓扑量子计算的替代途径它受益于对环境噪声的鲁棒性。交换统计和非阿贝尔任意子为了理解这种奇怪的非阿贝尔行为是 美国手机数据列表 如何发生的考虑与两根绳子的编织进行类比会很有帮助。取两根相同的绳子将它们平行并排放置。交换它们的末端以形成双螺旋形状。字符串是相同的但由于交换两端时它们会相互缠绕因此交换两端时非常清晰。非阿贝尔任意子的交换可以用类似的方式可视化其中弦是通过将粒子的位置扩展到时间维度以形成世界线而形成的。想象一下绘制两个粒子的位置与时间的关系。如果粒子保持原状绘图将只是两条平行线代表它们的恒定位置。
但如果我们交换粒子的位置世界线就会相互缠绕。第二次交换就打结了。虽然有点难以想象但四个维度三个空间加一个时间维度的结总是可以轻松解开。它们很微不足道——就像鞋带一样只需拉动一端它就会散开。但是当粒子被限制在两个空间维度时结就处于三个总维度中并且正如我们从日常生活中知道的那样并不总是能轻易解开。非阿贝尔任意子世界线的编织可以用作量子计算操作来改变粒子的状态。非阿贝尔任意子的一个关键方面是简并性几个分离的任意子的完整状态并不完全由局部信息指定允许相同的任意子配置表示几个量子态的叠加。非阿贝尔任意子相互缠绕可以改变编码状态。