Eindimensionale Anyonen beobachtet: Ein Meilenstein für das Quantencomputing

Ein internationales Team, darunter Prof. Dr. André Eckardt von der TU Berlin, hat eine bahnbrechende Leistung vollbracht: die erste direkte experimentelle Beobachtung von Anyon-Austauschstatistiken in einem eindimensionalen Quantensystem. Dieser bedeutende Fortschritt, veröffentlicht in *Science*, eröffnet neue Möglichkeiten zur Erforschung eindimensionaler Anyonen und zur Vertiefung unseres Verständnisses der fundamentalen Physik. In der Physik werden Teilchen traditionell in zwei Kategorien eingeteilt: Bosonen und Fermionen. Bosonen bleiben beim Austausch unverändert, während Fermionen eine Verschiebung in ihrer Wellenfunktion erfahren. Anyonen stellen diese konventionelle Klassifizierung jedoch in Frage, indem sie ein Verhalten zeigen, das zwischen Bosonen und Fermionen liegt. Das Forschungsteam verwendete ein Quantengasmikroskop als Quantensimulator. Sie positionierten ultrakalte Rubidiumatome präzise in einer linearen Anordnung mithilfe einer stehenden Laserwelle. Diese innovative Anordnung ermöglichte es ihnen, die Bewegung einzelner Atome sorgfältig zu beobachten und so einen direkten Beweis für ihr Anyonenverhalten zu liefern. Anyonen besitzen einzigartige topologische Eigenschaften, die sie von Natur aus robust gegen Störungen machen, was das Interesse an ihrem Potenzial für fehlertolerantes Quantencomputing geweckt hat. Obwohl die beobachteten Anyonen abelsch sind und nicht unmittelbar für die Quanteninformationsverarbeitung eingesetzt werden können, stellt diese Beobachtung einen entscheidenden Schritt zur Aufklärung der Geheimnisse dieser exotischen Teilchen und zur Nutzung ihres Potenzials für zukünftige technologische Anwendungen dar.