记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、朱晓波、彭承志、公明等人与山西大学梅峰等人合作，基于“族冲二号”可编程超导量子处理器，首次实现并探测到了量子系统中的高阶不平衡拓扑相。这项工作代表了量子模拟在探索复杂拓扑态方向上的重要进展，并为使用超导量子处理器在量子模拟问题中实现量子优势奠定了基础。相关成果28日发表在国际学术期刊《科学》上。
近年来，拓扑相已成为凝聚态物理和量子模拟领域的重要研究方向。与托波尔拓扑不同，传统逻辑，高阶拓扑将状态定位在较低维上概念边界，挑战传统的身体边缘对应关系。尽管在经典超材料中已经实现了高阶拓扑相的实验，但在量子系统中实现高阶拓扑相一直是国际前沿的科学挑战。实现高阶拓扑不仅有助于揭示拓扑态的量子本质，而且为基于非阿贝尔统计的拓扑量子计算提供了一种潜在的方法。
基于祖冲二号超导量子处理器的可编程性，研究团队首次实现了平衡和非平衡二阶拓扑相的量子模拟和实验检测。理论上，该研究团队提出了高阶拓扑拓扑的圈静态和聚集量子比特，解决了二维超量子中构造高阶平衡和非平衡拓扑哈密顿量的关键问题。传导量子位阵列并开发了通用动态拓扑测量框架。在实验上，研究人员建立了系统的处理器优化方案，并通过精确校准实现了量子位频率和耦合强度的动态控制。他们在6×6量子比特阵列上成功进行了多达50个Floquet循环的演化运算，首次成功实现了四种不同类型的非平衡二次拓扑相，并系统地研究了该拓扑相的能谱、动力学行为、拓扑不变量等性质。
（央视记者 帅俊光 楚尔佳）【编辑 李艳】
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