Science Advances：南京大学基于硅光芯片实现非阿贝尔辫子操作，突破量子逻辑门技术

背景

非阿贝尔编织（Non-Abelian braiding）是描述任意子（anyons）交换行为的重要概念，在拓扑量子计算中可用于编码量子比特。近年来，这一现象在经典光子学和声学系统中得到实现，但现有方法受限于绝热条件（adiabatic conditions），需要较长的操作距离，限制了实际应用。因此，如何在紧凑的集成光子器件中实现快速非阿贝尔编织成为研究热点。

图文速览

图 1.在三层硅光子芯片上编织。

图 2.STA 编织设计。

图 3.三层硅波导中 STA 编织的数值研究。

图 4.Y 门的实验性实现。

图 5.STA 非 Abelian 编织的实验观察。

综述

这项工作不仅展示了在紧凑的硅光芯片上实现非阿贝尔辫子操作的可能性，还为开发与CMOS兼容的非阿贝尔光子设备提供了一种可行的方法。这种设备的尺寸缩小对于提高非阿贝尔光子芯片的集成密度以及减少由于纳米制造导致的尺寸不确定性的影响具有重要意义，从而为构建更大规模、更复杂的非阿贝尔光子设备网络奠定了基础。    

DOI: 10.1126/sciadv.adt7224

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