Can topological quantum computing be realized?
拓扑量子计算可以实现吗?
物理学问题里有一个量子计算的问题:熵议125个科学问题-物理17:量子计算机还有多远?人类封神之后。为什么还要在这里问?
大概还是因为拓扑量子计算的的基础还是在理论层面。
尤其是考虑到2021年3月(这也是这125个科学问题发布的年费)的爆炸性文章doi:doi.org/10.1038/d41586-021-00612-z,“Evidence of elusive Majorana particle dies — but computing hope lives on”,否认了2018年发现马约拉纳费米子的文章“Quantized Majorana conductance”(doi:Quantized Majorana conductance) 。这应该是这个问题在2021年版本的信息学问题中出现的而原因。
两篇文章实际来自同一个作者(该作者来自微软,而微软也是拓扑量子计算路线的只要支持者--当然还有其他合作者)。自己否认自己我们自然钦佩其精神,但也表示马约拉纳费米子确实还未被发现,而是停留在理论。
关键聚焦到马约拉纳费米子。
概念来自马约拉纳,他于1937年对狄拉克方程式改写得到了马约拉纳方程式,可以描述中性自旋1/2粒子(办整数自旋是费米子特性),因而满足这一方程的粒子为自身的反粒子。(中微子的特性还不那么确定,有“可能”是马拉约那费米子,其他的还没有被观察发现。)
马拉约那费米子的非阿贝尔统计特性使得它有可能被用于拓扑量子计算机。而且,也是拓扑量子计算的主要实现方案。
现有的每个费米子都有其反粒子,话句话说,马约拉纳费米子其实是在说宇宙一定有“正反同体”的费米子粒子存在。
美国华裔物理学家、中国科学院外籍院士张首晟是马约拉纳费米子的研究者(2018年去世),他为手性马约拉纳费米子取了一个通俗名字——“天使粒子”,翻阅文献,这个天使粒子倾注了华人科学家的心血。
天使一定会存在吗?
这个问题很学术,也担心说错了,影响不好。所以这里只是想探讨下数学与物理的关系,因为这个问题里集中体现了其中的矛盾。
马约拉纳方程自然是数学上没有问题,但数学上合理的是否一定在物理上存在?个人观点,物理世界遵从数学规律,但数学上合理的规律不一定是物理实在。
比如其中最难解释(在根本上是无法解释的)的是几个宇宙常数G,C,h。这几个常数变一点又会怎样呢?那些方程仍然是成立的。
这一点说明:物理服从数学,但不是纯数学。
费米子不存在反粒子,似乎可以是宇宙学常数之外一条自然的先验性设定,也不引起什么矛盾。
天使粒子存在不存在的可能(好吧,就是这么绕)。
这条路可能不通。
微软或许很受伤。
上帝:你怎么突然不自信了。
云智熵:需要对科学家的付出保持尊重。
页面更新:2024-04-03
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