石墨烯干涉仪中任意子编织与随机电报噪声的量子态观测

时间：2025年4月11日

来源：SCIENCE

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来自国际前沿的研究团队通过量子霍尔干涉仪，首次在ν=1/3和4/3分数量子霍尔态中直接观测到任意子（anyon）的编织相位。他们利用三态随机电报噪声（RTN）实时追踪准粒子数n的涨落，重构出相位差2π/3的Aharonov-Bohm振荡信号，证实了任意子分数统计特性。这一突破为拓扑量子计算的非阿贝尔任意子研究奠定基础。

在探索具有分数电荷和奇异交换统计的准粒子——任意子（anyon）的征程中，量子霍尔干涉仪成为关键工具。研究者巧妙利用石墨烯器件，在分数量子霍尔态ν=1/3和4/3中捕捉到三态随机电报噪声（RTN），揭示其源于任意子数n的量子涨落。通过解析RTN信号，团队成功重构出三组相位差2π/3的Aharonov-Bohm振荡曲线，对应n mod 3种可能的编织路径，如同量子世界的“三体舞蹈”。这项发现不仅验证了任意子的分数统计特性，其创新方法更可拓展至非阿贝尔任意子（non-abelian anyon）研究领域，为拓扑量子计算机的编织操作（braiding operation）提供了全新检测范式。