一对兄弟研究小组发现，当大型强子对撞机（LHC）产生顶夸克（已知最重的基本粒子）时，它会有规律地产生一种被称为魔法的特性。

　　这一发现发表在《物理评论D》（Physical Review D）上，对量子计算的发展具有重要意义，魔力是描述量子系统对非量子计算机计算的困难程度的一种度量。

　　“魔力越强，我们就越需要量子计算机来描述这种行为，”阿德莱德大学物理、化学和地球科学学院的马丁·怀特教授解释说，他和他的双胞胎兄弟、伦敦玛丽女王大学的物理学家克里斯·怀特教授共同领导了这项研究。

　　“研究量子系统的神奇特性，可以对量子计算机的发展和潜在用途产生重要的见解。”

　　大型强子对撞机是世界上最大、最强大的粒子加速器，由一个27公里长的超导磁体环和一些加速结构组成，两个高能粒子束在碰撞前以接近光速的速度行进。

　　在(a) qq通道和(b) gg通道中混合顶反顶最终状态的魔力。

　　顶夸克所表现出的魔力取决于它们运动的速度和方向，所有这些都可以通过观察大型强子对撞机质子碰撞结果的ATLAS和CMS探测器来测量。

　　“量子研究长期以来一直专注于纠缠，这是粒子相互联系的地方；然而，我们在魔法方面的工作探索了粒子是多么适合建造强大的量子计算机，”怀特教授说。

　　“ATLAS实验已经观察到量子纠缠的证据。我们已经证明，大型强子对撞机还可以在这类实验中尝试的最高能量下观察到更复杂的量子行为模式。”

　　几十年来，科学家们一直在努力制造量子计算机，利用量子力学定律来实现比传统计算机更强大的处理能力。

　　量子计算机的潜在好处是巨大的，影响着药物发现和材料科学等领域。利用这种能力需要强大和可控的量子态，而魔法在实现这种控制方面起着关键作用。

　　“我们的研究为更深入地理解量子信息理论和高能物理之间的联系铺平了道路，”怀特教授说。

　　“这一发现不仅仅是关于宇宙中最重的粒子，而是关于释放革命性的新计算范式的潜力。”