我国科学家首次实现量子体系高阶非平衡拓扑相
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2025-12-02 07:10:26
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据新华社11月28日电 记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、朱晓波、彭承志、龚明等人合作，基于可编程超导量子处理器“祖冲之二号”，首次在量子体系中实现并探测了高阶非平衡拓扑相，取得量子模拟在探索复杂拓扑物态方向上的重要突破。相关研究成果于11月28日发表于国际权威学术期刊《科学》。
拓扑相是近年来凝聚态物理与量子模拟领域的重要研究方向。与传统拓扑相不同，高阶拓扑相在更低维度的边界上出现了局域态，挑战了传统对应关系。在量子体系中实现高阶拓扑相一直是国际前沿的科学挑战。
当下，拓扑物态研究从平衡体系向非平衡体系拓展，已成为凝聚态物理的重要前沿方向。非平衡拓扑相表现出平衡体系所不具备的特性，揭示出拓扑与动力学之间复杂而深刻的内在联系，为在时间维度对量子态进行高精度、高稳定的超快操纵提供可能。
然而，非平衡高阶拓扑相的实验实现长期面临巨大挑战。研究团队基于“祖冲之二号”超导量子处理器的可编程能力，首次在实验中实现了平衡与非平衡二阶拓扑相的量子模拟与探测。
研究人员表示，该成果标志着二维可编程量子模拟能力的显著提升，为利用超导量子处理器在量子模拟问题上实现量子优势奠定基础。
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