两项新的研究记录了具有单个电子四分之一电荷的“准粒子”的存在——考虑到电子实际上不能分裂成更小的粒子，这很奇怪。这一演示不仅仅是一个好奇点，它可能掌握着强大形式的量子计算的关键，在这种计算中，准粒子的量子态可以编织在一起。
分数电荷并非新鲜事物。研究人员在20多年前就学会了如何制造它们：首先将电子限制在半导体的薄层中，将其冷却到接近绝对零度（-459.67华氏度，或-273.15摄氏度），并施加磁场。然后，他们引入电压以启动在半导体样品边缘周围流动的电流，该电流遇到了来自材料的电阻。
奇怪的是，电阻的增长幅度太小，无法用单个电子的运动来解释。研究人员认为，所谓的分数量子霍尔效应之所以会发生，是因为电子与磁场的部分融合在一起，形成像单个电子一样流动的集合体。这些发现获得了1998年诺贝尔物理学奖。
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分数量子霍尔效应似乎注定要停留在抽象的研究领域，直到2003年，研究人员发现某些准粒子可以导致高度稳定的拓扑量子计算机。任何形式的量子计算都通过将粒子转化为量子比特来获得其能力，量子比特同时表示0和1。在传统方法中，研究人员使用导线或激光连接量子比特，这会使量子比特暴露在外部振动中，从而降低其量子特性。相比之下，某些准粒子可以通过交换位置来连接，就像洗牌一样。准粒子会“记住”它们走过的路径，无论它们如何交织，（理论上）这会使它们更能抵抗噪声。
以色列雷霍沃的魏茨曼科学研究所的实验物理学家莫蒂·海布鲁姆说：“这些想法很美好，它们推动了非常美好的科学。”过去的准粒子例子都具有奇数分数电荷，例如三分之一。对于量子计算，成对的准粒子必须结合起来并产生四分之一电荷。受到理论工作的启发，海布鲁姆的研究小组和来自哈佛大学和麻省理工学院（MIT）的一个团队分别在砷化镓层之间夹着的砷化铝镓层中像往常一样进行了分数电荷实验。但是他们将中间层调整为每两条磁力线包含五个电子——这是预测会产生四分之一电子电荷的状态。
魏茨曼的科学家测量了平面上一个收缩处的电流的随机波动，该收缩处一次只允许一个带电粒子通过。该“散粒噪声”类似于无线电信号中的静电，与携带四分之一电子电荷的准粒子一致，该小组在《自然》杂志上报道。第二个团队通过直接测量电流获得了类似的结果，并在《科学》杂志上发表。
并非所有四分之一电荷粒子都适用于拓扑量子计算。用物理学的语言来说，它们还必须遵守一种称为非阿贝尔（非交换）统计的规则，这取决于成对准粒子之间相互作用的强度。哈佛-麻省理工学院实验者使用的方法使他们能够测量这种强度。虽然不具有决定性，但哈佛大学物理学家查尔斯·马库斯说，“受青睐的模型确实具有非阿贝尔统计。”
马里兰大学帕克分校的理论物理学家桑卡·达斯·萨尔玛说，对新准粒子的观察“相当简洁且具有潜在的开创性”。他说，非阿贝尔统计的最终测试将在研究人员学会将成对的准粒子并排隔离并交换位置时进行。魏茨曼和哈佛-麻省理工学院的研究小组正在为此努力，但这可能需要几年时间。海布鲁姆预测，在他所做的所有实验中，“这将是最困难的实验之一。”