حاسوب كمومي من الأيونات المحبوسة لعب دور كون صغير. فيه لم تكن الجسيمات تتحرك فحسب، بل كانت تتشابك في عُقد تغير خصائصها عند تبادل الأماكن. تسمى هذه العُقد أنيونات فيبوناتشي — وهي ليست جسيمات عادية، بل أشبه بدوامات في نسيج الفضاء.
أراد الفيزيائيون رؤية كيف يصل هذا الكون إلى التوازن الحراري — مثلما يبرد فنجان القهوة إلى درجة حرارة الغرفة. لتحقيق ذلك، نفذوا ما يصل إلى 47 "تبادلًا" متتاليًا للعُقد. كل تبادل يشبه خطوة في لعبة معقدة، قواعدها محددة بنظرية قياس غير أبيلية — تلك التي تصف التفاعلات القوية داخل نوى الذرات.
هذا النهج يفتح الطريق لمحاكاة نظريات حقل واقعية على الحواسيب الكمومية. بدلاً من النماذج المبسطة أحادية البعد، يمكن الآن تناول نماذج ثنائية الأبعاد وأكثر تعقيدًا — تلك التي يكون فيها الفضاء مشابهًا لفضائنا.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2601.13530
Nonequilibrium dynamics of quantum many-body systems is one of the main targets of quantum simulations. This focus - together with rapid advances in quantum-computing hardware - has driven increasing applications in high-energy physics, particularly in lattice gauge theories. However, most existing experimental demonstrations remain restricted to (1+1)-dimensional and/or abelian gauge theories, such as the Schwinger model and the toric code. It is essential to develop quantum simulations of nonabelian gauge theories in higher dimensions, addressing realistic problems in high-energy physics. To fill the gap, we demonstrate a quantum simulation of thermalization dynamics in a (2+1)-dimensional $$q$$-deformed $$\mathrm{SU}(2)_3$$ Yang-Mills theory using a trapped-ion quantum computer. By restricting the irreducible representations of the gauge fields to the integer-spin sector of $$\mathrm{SU}(2)_3$$, we obtain a simplified yet nontrivial model described by Fibonacci anyons, which preserves the essential nonabelian fusion structure of the gauge fields. We successfully simulate the real-time dynamics of this model using quantum circuits that explicitly implement $$F$$-moves. In our demonstrations, the quantum circuits execute up to 47 sequential $$F$$-moves. We identify idling errors as the dominant error source, which can be effectively mitigated using dynamical decoupling combined with a parallelized implementation of $$F$$-moves.
الأنيونات الفيبوناتشية مرشحة لحوسبة كمومية فائقة الحماية: المعلومات لا تُخزن في الجسيم، بل في كيفية تشابك مساراتها.
فكرة جسيمات تتذكر تاريخ تبادلاتها تذكرنا بـ"البلورات الزمنية" من رواية غريغ إيغان "سلم شيلد".