中国太原山西大学的物理学家首次利用量子物质波实验观测到非绝热非阿贝尔编织。这项成果于7月3日发表在《自然·通讯》上，为编织操作开辟了快速范式，可能对拓扑量子计算和量子力学的基础检验产生影响。
可以将编织想象成 ropes 的股线交织。在量子世界中，”编织”指的是在时空中将量子粒子相互绕行的过程。执行这些移动的顺序很重要，这种性质在技术上称为非交换或非阿贝尔编织。A乘以B得到一个结果，B乘以A则得到不同的结果。
此前在声学和光子系统中对非阿贝尔编织的实验演示依赖于绝热过程，即操作必须缓慢进行，以保持系统处于其瞬时的基态。这种固有的速度限制使得该方法不适用于快速量子操作。山西大学团队表明，非阿贝尔编织可以非绝热地、快速地执行，而不会牺牲使编织具有吸引力的拓扑保护。
实验
研究人员使用超冷玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）作为实验平台，这是一种将原子冷却到接近绝对零度、使其集体占据相同量子态的原子云。他们不是在空间中编织物理粒子，而是将编织”股”编码在BEC的动量态中。激光驱动的不同动量分量之间的耦合实现了编织操作。
为了验证编织确实是阿贝尔的，团队对相同的初始动量态应用了不同的完整操作序列，并观察到了截然不同的最终结果。这是非交换代数的标志：如果编织群是阿贝尔的，那么操作顺序无关紧要，无论顺序如何，最终状态都将相同。但事实并非如此。
这些操作是通过非绝热非阿贝尔完整相（沿态空间中闭合路径累积的几何相位）生成的，不需要缓慢的绝热演化。作者指出，该方法适用于经典和量子波系统，具有广泛的适用性。
为何重要
长期以来，非阿贝尔编织一直被视为实现拓扑量子计算的途径，其中量子信息存储在粒子的编织历史中，并固有地免受局部噪声的影响。问题始终在于速度：绝热编织本质上是缓慢的，限制了其实际用途。
山西大学团队的演示表明，速度限制并非根本性的。”我们展示了非阿贝尔编织可以非绝热地进行，开辟了适用于经典和量子波系统的快速范式，”作者写道。编织操作用于准备、转移和分配动量量子叠加态，直接展示了其在量子控制中的实用性。
作者包括Jin Xie和Bo-Wen Guan（同等贡献）、Jiang Zhang、Chenhao Wang、Lantuan Xiao、Suotang Jia，以及通讯作者Yanting Zhao和Feng Mei，他们均任职于山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室，并声明无竞争性利益。
局限性
这是在BEC平台上进行的原理验证实验，并非可工作的拓扑量子计算机。编织是在动量空间中演示的，而不是在凝聚态系统的任意子准粒子中，后者是拓扑量子计算更常设想的路径。非绝热方法能否推广到固态任意子系统（实际拓扑量子比特可能存在于其中）仍是一个悬而未决的问题。
该论文还带有《自然·通讯》早期发布论文的标准”未经编辑的手稿”标签，尽管根据该期刊的收稿日期（2025年12月）和接收日期（2026年6月）确认，它已完成同行评审。
披露：基于2026年7月3日发表在《自然·通讯》上的同行评审论文。DOI：10.1038/s41467-026-75085-7。根据CC BY-NC-ND 4.0许可开放获取。
婷 翻译