北京时间5月3日，国际学术期刊《科学》上刊登了一篇关于量子计算研究的最新成果，我国科学家发明“光子盒”，在国际上首次制备出光子的分数量子反常霍尔态，推动量子计算发展迈入新阶段。

分数量子反常霍尔态指的是，在无需外部磁场的情况下，由于多个粒子强相互作用，产生的一种类似于每个粒子独舞又不断绕着其他粒子群舞的奇异量子状态。

科学家在一个2毫米乘以2毫米的芯片上，设计了16个“光子盒”，在每一个盒子中囚禁一个且只有一个光子，最终在等效电压的作用下，这个系统呈现出了分数量子反常霍尔态。

中国科学技术大学教授陆朝阳向记者表示，这个“光子盒”是团队自主设计并且命名的，英文名叫做Plasmonium。它可以很好地囚禁一个光子，而且囚禁一个光子之后，不让第二个光子跑进来。此次，科学家人工制备出分数量子反常霍尔态的最大亮点，在于开辟了一种可以以工程化进行拓扑量子计算的新途径。

“用现在这种新的方法，控制性可以大大增强，因为光子更加容易控制，因此可以把它做到更大的规模，走向潜在的一些应用。”陆朝阳表示。

自分数量子霍尔效应被发现之后，全世界的科学家们一直不断尝试用各种方法观测并模拟这种现象，就是希望借助“量子”的力量，更好地揭示物质世界的奥秘，解开更多未解之谜。

“我们现在在做的量子计算和量子模拟的研究，一个重要的目标就是用这样一些全新的手段，去探索量子物态更深的一些奥秘。像分数量子霍尔效应，像超导里面的那些现象，还有比如说像常温下的氮固化等等，我们都希望用量子计算解决一个个诸如此类的重大问题。”陆朝阳表示。

记者：崔倩

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