Quel est le statut de la confirmation de l'existence d'onsons?

Dans un commentaire sur ma réponse à la question: Que sont exactement les anyons et comment sont-ils pertinents pour l'informatique quantique topologique? On m'a demandé de donner des exemples précis d'occurrence d'onsons dans la nature. J'ai passé 3 jours à chercher, mais chaque article fait référence à des "expériences proposées" ou à des "preuves presque définitives".

Abelian anyons :

Les charges fractionnelles sont mesurées directement depuis 1995, mais dans ma recherche, tous les articles pointant vers des preuves de statistiques fractionnaires ou un facteur d'échange , pointent vers cette pré-impression vieille de près de 7 ans , où ils disent dans le abstrait qu'ils "confirment" la détection de la phase théoriquement prédite de dans le $e^{i\theta}\ne\pm1$ $\theta =2\pi/3$ $\nu=7/3$ état d'un système Hall quantique. Cependant, le document ne semble jamais avoir passé l'examen par les pairs d'une revue. Il n'y a pas de lien vers une revue DOI sur arXiv. Sur Google Scholar, j'ai cliqué sur "voir les 5 versions", mais les 5 étaient des versions arXiv. J'ai alors soupçonné que le nom de l'article pouvait avoir changé au moment de la publication, alors je suis allé le chercher sur les sites Web des auteurs. Le dernier auteur a le département de génie électrique de l'Université de Princeton répertorié comme affiliation, mais n'apparaît pas sur la liste des personnes de ce département (après avoir cliqué sur "People", j'ai cliqué sur "Faculty", "Technical", "Graduate Students", " Administratif "et" Personnel de recherche "mais rien ne s'est présenté). La même chose s'est produite pour l'avant-dernier auteur! L'avant-dernier auteur a un site Web de laboratoire avec une liste de publications, mais rien de tel que cet article n'apparaît dans la page "Publications sélectionnées sur plus de 800". L'avant-dernier auteur est dans une autre université, mais la liste des publications de son site Web est donnée sous forme de lien vers sa page arXiv (toujours aucune version publiée visible). Les 5e, 6e et 7e derniers auteurs sont affiliés à l'Institut James Franck et au Département de physique de l'Université de Chicago, mais aucun de leurs trois noms n'apparaît sur les pages People des deux sites Web. L'une des auteurs est également affiliée à une université de Taïwan, et son site Web répertorie les publications co-écrites avec certaines des personnes de la pré-impression en question, mais jamais rien avec un titre similaire ou avec une liste d'auteurs assez similaire. De façon intéressante, même sa page Google Scholar générée automatiquement mais réglable manuellement n'a même pas la version arXiv mais a des articles précédents (avec des titres complètement différents et aucune mention d'onons) avec certains des co-auteurs. Cela couvre tous les auteurs. Aucun courrier électronique de correspondance n'a été mis à disposition.

1. Cette pré-impression est-elle la seule revendication de confirmation d'un facteur d'échange ? 2. Si oui, qu'est-ce qui ne va pas avec leur prétendue confirmation de cela? (Il semble n'avoir passé aucun examen par les pairs d'une revue, et il semble également qu'un auteur ait même retiré la version arXiv de sa page Google Scholar). $\ne\pm1$

Anyons non abéliens :

J'ai trouvé ici cette citation: "Des preuves expérimentales d'ons non abéliens, bien que non encore concluantes et actuellement contestées ^{[12], ont} été présentées en octobre 2013 ^[13] ." L'abrégé de [ 12 ] dit que l'expérience de [ 13 ] est incompatible avec un modèle plausible et que les auteurs de [ 13 ] ont peut-être mesuré les "effets Coulomb" plutôt que le tressage non abélien. Fait intéressant, la liste des auteurs de [ 13] chevauche la pré-impression mentionnée dans la section abélienne de cette question, bien que cette pré-impression date de 2 ans plus tôt et ait dit dans l'abstrait "Nos résultats fournissent un support convaincant pour l'existence d'ons non-abéliens", ce qui est beaucoup déclaration plus faible que ce qu’ils disent dans le même résumé pour le cas abélien: "Nous confirmons les statistiques de tressage anyonique abélien dans l’état 7/3 FQH en détectant l’angle de phase statistique prévu de , compatible avec un changement du nombre de particules anyoniques par un. " $\nu=7/3$ $2\pi/3$

experiment topological-quantum-computing anyons user1271772
la source

Par «confirmer l'existence», je veux dire confirmer des statistiques fractionnaires ou non abéliennes, dont certains pourraient dire qu'elles sont respectivement les propriétés déterminantes des anyons abéliens et non abéliens.

user1271772

Réponses:

Cela dépend de ce que vous entendez par «existence» d'onsons.

Une façon consiste à concevoir un hamiltonien qui conduit à des quasiparticules (ou autres défauts) qui ont des statistiques anyoniques. Cela nécessitera la mise en œuvre de l'hamiltonien, le refroidissement du système à un niveau suffisamment proche de l'état fondamental, les anyons à manipuler, etc. Il y a donc beaucoup à faire, et je ne pense pas que le développement des systèmes requis a beaucoup d'autres applications. Il souffre donc à la fois d'être difficile à faire et d'une niche.

J'espère que quelqu'un d'autre vous donnera les réponses que vous souhaitez sur ce type d'approche. Cependant, j'ai pensé qu'il était important de noter qu'il y avait une autre façon d'obtenir n'importe quoi. C'est pour ne pas s'embêter avec le hamiltonien. Au lieu de cela, les états propres peuvent être préparés et manipulés directement.

Dans ce cas, vous n'obtenez aucune protection topologique de l'hamiltonien. Au lieu de cela, des mesures sont constamment effectuées sur l'état propre dans lequel vous vous trouvez, afin de détecter et de vous aider à atténuer les effets indésirables des erreurs.

Les exemples les plus réalistes de cette approche seront ceux pour lesquels ces opérations peuvent être facilement effectuées sur un ordinateur quantique. Tous les développements et progrès vers la construction de qubits et de leurs portes peuvent ensuite être directement utilisés dans la recherche d'onons.

Anyons sont des systèmes qui peuvent être facilement mis en œuvre avec des qubits ou qubits sont généralement une forme spécifique de code de correction d'erreur quantique. Plus précisément, ce sont des codes de stabilisateur pour lesquels les états de l'espace de stabilisateur sont topologiquement ordonnés, et les mesures de syndrome correspondent à la mesure de la présence ou non d'ions à chaque point du système.

L'exemple le plus simple est le code de surface. Les quasiparticules de base de ceci sont abonian anyon. Il y a eu des expériences qui créent et manipulent ces anyons pour démontrer leur comportement de tressage. Le premier exemple a été réalisé il y a plus d'une décennie dans les systèmes photoniques.

Le code de surface peut également héberger des défauts qui se comportent comme des modes Majorana, et donc des aons non abéliens. J'ai mis en œuvre un exemple très minimal de leur tressage dans cet article .

À mesure que les processeurs quantiques deviennent plus grands, plus propres et plus sophistiqués, il y aura beaucoup plus de ce type d'étude. Je pense que la majorité des anyons que nous verrons et utiliserons seront réalisés de cette manière, plutôt qu'avec une mise en œuvre de l'hamiltonien.

James Wootton
la source

\pm 1

$\pm1$

Je ne vois pas beaucoup de différence entre une «simulation» et une réalisation avec un hamiltonien. Cette dernière n'est-elle pas aussi quelque chose comme une simulation, puisque les anyons ne sont que des quasi-particules? Tant que des états topologiquement ordonnés sont utilisés, je pense qu'ils sont tous deux également valables.

James Wootton

+1 Merci @JamesWotton. Cela répond au moins en partie à ce que je voulais savoir. Si j'ai bien interprété cela, pour effectuer l'informatique quantique topologique, tout ce que nous avons à faire est de simuler des comportements / statistiques "anyoniques". Les lignes du monde de ces "simulations d'ons" peuvent être utilisées pour créer des portes logiques qui composent l'ordinateur (bien que je ne sois pas au courant de la méthode exacte et que je puisse la poser comme une nouvelle question). Autrement dit, pour autant que je comprends: il n'est pas nécessaire que les statistiques anyoniques existent "dans la nature" pour effectuer l'informatique quantique topologique; une simulation de ce type de statistiques suffit .

Sanchayan Dutta

2^{10} \times 2^{10}

$2^{10} \times 2^{10}$

Ce n'est cependant pas le même type de simulation. Nous ne décrivons pas seulement les états quantiques impliqués sur un ordinateur classique, nous les créons en utilisant des systèmes quantiques réels. La seule différence avec une implémentation «vraie» est le manque de l'hamiltonien. Mais comme le seul travail de l'hamiltonien est de créer et de protéger les états (ce que nous faisons à la place) et de ne pas induire de dynamique, je ne vois pas pourquoi son absence rend les anyons moins anyoniques.

James Wootton