南加州大学（USC）的一组研究人员，在Aaron Lauda教授的领导下，发现了一种名为“neglectons”的新型粒子，并声称它是实现通用量子计算的关键。这项突破性研究旨在解决当前量子计算面临的重大挑战：量子比特（qubits）对外部环境的高度敏感性，这会导致计算过程中出现大量错误。该发现于2025年8月发表在《Nature Communications》杂志上，为量子计算领域带来了新的曙光。
通用量子计算的潜力巨大，能够解决经典计算机难以企及的复杂问题。然而，量子比特的脆弱性一直是阻碍其广泛应用的主要障碍。拓扑量子计算通过将信息编码在粒子的几何特性中，例如马约拉纳费米子（Majorana fermions），来提高信息的鲁棒性。尽管马约拉纳费米子在提高量子计算稳定性方面表现出色，但它们本身只能执行有限的逻辑运算，限制了通用量子计算机的构建。USC团队的研究正是围绕这一核心问题展开，他们引入了一种此前被视为“数学噪声”的粒子——neglectons。
研究人员发现，当neglectons与Ising anyons（一种与马约拉纳费米子相关的粒子）结合时，它们能够实现通用量子计算所需的全部逻辑运算。具体而言，通过对非半单拓扑量子场论（TQFT）的深入研究，他们发现只需一个neglecton粒子，就能与Ising anyons协同工作，使得通过“编织”（braiding）操作实现更广泛的逻辑运算成为可能。这项研究的意义在于，它利用了此前被排除在物理模型之外的粒子，并通过一种新的数学框架来解决量子计算中的不确定性问题，即通过隔离数学上的不规则性来确保计算的稳定性。
这项研究的意义非凡，它不仅为解决量子计算的错误问题提供了新的思路，也为开发更稳定、更高效的量子计算机开辟了新的前景。2025年被认为是量子计算的关键一年，多项技术进展正在推动该领域从实验室走向实际应用。包括Google的Willow处理器和Microsoft的Major One处理器在内的新型量子处理器，以及在量子纠错方面的重大突破，都预示着量子计算的快速发展。USC团队关于neglectons的研究，是迈向量用通用量子计算的重要一步，有望在未来催生出能够解决当今世界最棘手挑战的强大计算工具。