1、 经过几十年的尝试，我们已经直接观察到涉及光波、合成磁场和时间反转的奇怪物理现象。研究人员表示，这一新发现可能会导致所谓拓扑阶段的实现，并最终发展成为容错量子计算机。

2、 这一新发现涉及到非阿贝尔的Aharonov-Bohm效应和麻省理工学院《科学》杂志研究生杨毅、麻省理工学院访问学者(北京大学教授)、麻省理工学院研究生苗、赫沃杰的布尔扬教授、克罗地亚大学物理学教授、麻省理工学院的弗朗西斯赖特戴维斯教授、宾夕法尼亚大学的约翰琼诺普洛斯教授、麻省理工学院物理学教授马林索利亚契奇。

3、 这一发现涉及规范场，规范场描述了粒子经历的转变。测量领域分为两类，称为阿贝尔和非阿贝尔。阿哈罗诺夫-博姆效应(Aharonov-Bohm effect)以1959年预测该效应的理论家的名字命名，证明了测量领域——超越纯粹的数学辅助——具有物理后果。

4、 但是这些观察只适用于阿贝尔系统，或者那些规范场是可交换的系统——也就是说，它们在时间上向前和向后是相同的。1975年，吴泰群和杨把这种影响扩大到非阿贝尔政权，作为一种思想实验。然而，还不清楚在非阿贝尔系统中是否有可能观察到这种效应。物理学家缺乏在实验室产生效果的方法，即使他们能产生效果，他们也缺乏检测效果的方法。现在这两个问题都解决了，观测也成功了。

5、 这种影响与现代物理学的一个奇怪且违反直觉的方面有关。事实上，几乎所有的基本物理现象都是时不变的。这意味着粒子和力如何相互作用的细节可以向前或向后运行，事件如何展开的电影可以向任何一个方向运行，因此无法确定哪个是真实版本。但是一些奇怪的现象违背了这个时间的对称性。

6、 Soljacic说，创造Abel版本的Aelronov -Bohm效应需要打破时间反转对称性，这本身就是一项具有挑战性的任务。但是要达到非阿贝尔版本的效果，需要多次打破这种时间反转，用不同的方式让它成为更大的挑战。

7、 为了产生这种效应，研究人员使用了光子偏振。然后，他们产生了两种不同的时间反转裂缝。他们利用光纤产生两种类型的测量场，影响光波的几何相位。首先，它们通过强磁场偏置的晶体发送，然后被时变电信号调制，两者都打破了时间反转的对称性。然后，它们可以产生干涉图案，以揭示光以相反方向(顺时针或逆时针)通过光纤系统时的影响差异。没有时间反转不变性，光束应该是相同的，但相反，它们的干涉图案揭示了预测的特定差异集，并显示了难以捉摸的效果的细节。

8、 “阿哈罗诺夫-博姆效应的原始阿贝尔版本”已经通过一系列实验努力观察到了，但直到现在，还没有观察到非阿贝尔效应，”杨说。他说，这一发现“让我们可以做很多事情”，并为各种潜在的实验打开了大门，包括经典和量子物理机制，以探索影响的变化。

9、 Soljacic说，该团队设计的实验方法“可能会激发光子、极化子、量子气体和超导量子比特的使用，从而在量子模拟中实现一个奇怪的拓扑阶段”。他说，对于光子学本身，这可能适用于各种光电应用。此外，该团队可以合成的非阿贝尔规范场产生了非阿贝尔贝里相，他说，“结合相互作用，它有一天可能成为容错拓扑量子计算的平台”。

10、 在这一点上，实验主要是对基础物理研究感兴趣，旨在更好地理解现代物理理论的一些基础。Soljacic说，许多可能的实际应用“将需要进一步的突破”。

11、 首先，对于量子计算，实验需要从一个设备扩展到整个晶格。代替他们实验中使用的激光束，它需要使用单光子源。但是即使以目前的形式，该系统也可以用于探索拓扑物理中的问题，这是当前研究中非常活跃的领域，Soljacic说。