Добавить новость
smi24.net
News in English
Февраль
2024

Harvard physicists create a new phase of matter

0
Science & Tech

Harvard physicists make a new phase of matter

Inside the chamber of the Quantinuum H2 quantum processor.

Courtesy of Quantinuum

4 min read

First demonstration of non-Abelian anyons in a quantum processor

Our physical, 3D world consists of just two types of particles: bosons, which include light and the famous Higgs boson; and fermions — the protons, neutrons, and electrons that comprise all the “stuff,” present company included.   

Theoretical physicists like Ashvin Vishwanath, Harvard’s George Vasmer Leverett Professor of Physics, don’t like to limit themselves to just our world, though. In a 2D setting, for instance, all kinds of new particles and states of matter would become possible.

Vishwanath’s team used a powerful machine called a quantum processor to make, for the first time, a brand-new phase of matter called non-Abelian topological order. Previously recognized in theory only, the team demonstrated synthesis and control of exotic particles called non-Abelian anyons, which are neither bosons nor fermions, but something in between. Their results are published in Nature in collaboration with researchers at the quantum computing company Quantinuum. Vishwanath’s team included former Harvard Kenneth C. Griffin Graduate School of Arts and Sciences student Nat Tantivasadakarn ’22, now at Caltech, and postdoctoral fellow Ruben Verresen.

Ashvin Vishwanath, Henrik Dreyer (of Quantinuum), Nat Tantivasadakarn, and Ruben Verresen.

Non-Abelian anyons, known to physicists as quasi-particles, are only mathematically possible in a 2D plane. The qualifier “quasi” refers to the fact that they are not exactly particles, but rather long-lived excitations through a specific phase of matter — think ocean waves — and have special memory-carrying capabilities.

Besides the fact that creating a new phase of matter is exciting fundamental physics, non-Abelian anyons have been widely recognized as a potential platform for quantum computing — which infuses the research achievement with even more significance. Non-Abelian anyons are inherently stable, unlike the flimsy and error-prone quantum bits, or qubits, on other quantum computing platforms. They can “remember” their pasts as they move around each other — like a magician shuffling cups with hidden balls. This property is also what makes them topological, or able to be bent and twisted without losing their core identity.

For all these reasons, non-Abelian anyons might someday make ideal qubits — units of computational power that extend well beyond the classical computers of today — if they can be created and controlled at larger scales. 

“One very promising route to stable quantum computing is to use these kinds of exotic states of matter as the effective quantum bits and to do quantum computation with them,” Tantivasadakarn said. “Then you have mitigated to a large extent the issues with noise.” 

The researchers employed some dogged creativity to realize their exotic matter state. Maxing out the capabilities of Quantinuum’s newest H2 processor, the team started with a lattice of 27 trapped ions. They used partial, targeted measurements to sequentially increase the complexity of their quantum system, effectively ending up with an engineered quantum wave function with the exact properties and characteristics of the particles they were after.

“Measurement is the most mysterious aspect of quantum mechanics, leading to famous paradoxes like Schrödinger’s cat and numerous philosophical debates,” Vishwanath said. “Here we used measurements as a tool to sculpt the quantum state of interest.” 

As a theorist, Vishwanath cherishes the ability to bounce between different ideas and applications of physics without being tethered to one platform or technology. But in the context of this work, he marvels at getting to not just explore a theory, but actually demonstrate it, particularly as the field of quantum mechanics enters its 100th year.  

“At least for me, it was just amazing that it all works, and that we can do something very concrete,” Vishwanath said. “It really connects many different aspects of physics over the years, from foundational quantum mechanics to more recent ideas of these new kinds of particles.”  








Яблоня Сиверса: как скромный аптекарь открыл прародительницу всех яблок

Лендруш Егикян: человек, который сохраняет высокую миссию быть армянином вдали от Родины

Как хранили продукты до изобретения холодильника: 5 способов

Преподаватели Подмосковья первые в России подтвердили свои ИТ-компетенции у независимого эксперта «Группа Астра»


Exclusive: Fintech giant Stripe building ‘Tempo’ blockchain with crypto VC Paradigm

Report: Liverpool decision hands advantage to Man United in midfielder pursuit

3 Terrifying Horror Series To Watch Ahead Of HBO’s ‘It: Welcome to Derry’

AI talent comes at a 30% salary premium: ‘If you try to play catch up later, this is going to cost you even more’


Антиармянские публикации в российском научном журнале «Современная научная мысль»: расследование фонда «Гегард»

Сотрудниками полиции и Росгвардии задержан гражданин, причастный к поджогу релейного шкафа в Архангельской области

В Курске суд постановил возместить расходы, которые инвалид понёс на покупку дорогостоящего лекарства

В Орле легковушка врезалась в многоэтажный дом


Steam for Chromebooks is getting axed in 2026 instead of exiting its 4-year beta

Первый взгляд на мобильную версию Neon Spellstorm

New study shows that Gen Z is spending way less money on videogames than older gamers

The US Air Force wants to test blowing up Cybertrucks because 'it is likely the type of vehicles used by the enemy may transition to Tesla Cyber trucks'


Овочі можусть стати розкішшю для українців


Директор Росгвардии Герой России генерал Виктор Золотов принял участие в заседании Национального антитеррористического комитета

Преподаватели Подмосковья первые в России подтвердили свои ИТ-компетенции у независимого эксперта «Группа Астра»

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

Всё об операциях на почках: показания, какие бывают и как проходят


В Тимирязевском районе Москвы появится новый дом по программе реновации

Эксперты рассказали о росте доли онлайн-сделок на рынке новостроек

РИА Новости: суд в Москве взыскал с Басты долг по коммунальным платежам

Антиармянские публикации в российском научном журнале «Современная научная мысль»: расследование фонда «Гегард»


Девять клипов подряд: группа REFLEX планирует установить мировой рекорд

В Тимирязевском районе Москвы появится новый дом по программе реновации

Магазин автозапчастей франшиза – успешное и прибыльное предприятие

Дорога на улице Трифоновской будет перекрыта до 22 августа


Кафельников: Бублик поносил ATP-250. Если бы не эти турниры, он бы «челленджеры» играл

Павлюченкова уступила во втором круге турнира WTA 1000 в Цинциннати

Теннисистка Калинская пробилась в третий круг турнира в Цинциннати

Зверев пробился в третий раунд турнира "Мастерс" в Цинциннати


Магазин автозапчастей франшиза – успешное и прибыльное предприятие

СК начал проверку после инцидента с засасыванием девочки в бассейне в Москве

Прогноз погоды на сегодня, 13 августа

Детские травмы после инцидента с дроном в Белгороде оказались необоснованными


Музыкальные новости

Сыктывкарка родила дочь рэперу Тимати

Mash: врачи призвали Александра Розенбаума бросить курить

Ровно 50 лет назад не стало великого композитора Дмитрия Шостаковича, выступавшего в Воронеже

Концерт Тимберлейка в Стамбуле превратился в хаос: Мот рассказал о давке, сломанных заборах и драках


Солнечному мальчику необходимо лекарство, чтобы спасти сердце от перегрузок

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

Всё об операциях на почках: показания, какие бывают и как проходят

Преподаватели Подмосковья первые в России подтвердили свои ИТ-компетенции у независимого эксперта «Группа Астра»


Архипелаг 2025: стартовали с максимальными баллами

Квартира, дача, 50 млн: кому достанется наследство актера Ивана Краско

Казна Путина полна. Россия получила $330 млрд, пока Европа вводила санкции

С местными не складывается // Wildberries пока не подтверждает строительство логистического центра в Новинках


Магазин автозапчастей франшиза – успешное и прибыльное предприятие

Выбор подходящей франшизы автозапчастей

Преимущества франшизы «Автополка»

Отзывы о франшизе «Автополка»


СМИ: американские чиновники рады решению Путина посетить Аляску

Bloomberg: встреча Путина и Трампа сама по себе представляет победу Москвы

«Трампу надо соглашаться»: сейчас у Путина наименьшее количество требований за все время – итальянские СМИ

В России объяснили скорую организацию встречи Путина и Трампа




Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

Подмосковный травматолог дал советы по выбору рюкзака для первоклассника

КГ PROGRESS: в Перми работают самые опытные стоматологи в России

Солнечному мальчику необходимо лекарство, чтобы спасти сердце от перегрузок


Зеленский пригрозил «третьей мировой войной» в случае давления на Киев в вопросе уступок территорий


Благодаря совместным действиям сотрудников Росгвардии и их коллег футбольный матч «Акрон» – ЦСКА завершился без происшествий

Сотрудники и военнослужащие Росгвардии обеспечили безопасность футбольного матча

Журова о возвращении граждан, сменивших гражданство: «Практически невозможно»

«Лето в Москве» в Южном округе объединит спорт, искусство и технологии в ближайшие выходные


Лукашенко получил первую золотую монету из белорусского сырья


Сергей Собянин: Герои — не какие-то особенные люди, они живут рядом с нами

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин оценил вклад проектов "Город героев" и "Герой моего района

Собянин объявил об открытии новой детской поликлиники в районе Крюково


Погода сошла с ума? Главный синоптик России Вильфанд предупреждает: аномалий будет все больше - то в жар, то в холод

Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»

Хватит морщиться: ученые назвали пользу от участившихся московских ливней

Площадь возгорания на горе Куцай достигла 650 тысяч квадратных метров


На городские торги выставили четырехэтажное здание в ЦАО

В Мордовии в аварии погиб 27-летний байкер

Когда ударят первые морозы: подробный и точный прогноз на осень-2025

«Хороводы России» закружат в окружной столице


Универсальный ТСД промышленного класса Saotron RT-T40X V.2

Заместитель прокурора Архангельской области и Ненецкого автономного округа Павел Матанцев проверил ход ремонтных работ в школе № 1 г. Нарьян-Мара

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса

Сотрудниками полиции и Росгвардии задержан гражданин, причастный к поджогу релейного шкафа в Архангельской области


Прогноз погоды в Крыму на 12 августа

Прогноз погоды в Крыму на 13 августа

Историко-краеведческая выставка «Древности земли крымской»

Прогноз погоды в Крыму на среду


В Тимирязевском районе Москвы появится новый дом по программе реновации

Преимущества франшизы «Автополка»

Отзывы о франшизе «Автополка»

Туристы рассказали, как их отдых в Абхазии разрушил стереотипы














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *