重要成就！中国科学家实现并探测到量子系统高

中国科学技术大学记者发现，该校潘建伟、朱晓波、彭承志、龚明等人与山西大学梅峰等人合作，基于可编程超导量子处理器“祖冲适”，首次实现并探测到了量子系统中的高阶非平衡拓扑相。这一成果标志着量子模拟在探索复杂拓扑态方向上取得了重要突破，为利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。拓扑相是近年来凝聚态物理和量子模拟领域的一个重要研究方向。与传统的拓扑相不同，高阶拓扑相具有位置低维边界上的化态，挑战了传统的物理符号。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科学挑战。高阶拓扑相的实现不仅有助于揭示拓扑态的量子数，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，研究团队首次在实验中实现了平衡和非平衡二阶拓扑相的定量模拟和检测。理论上，课题组提出了高阶拓扑相的静态和浮动量子电路设计，解决了构造高阶平衡和非平衡拓扑的根本问题二维超导量子位阵列中的逻辑哈密顿量，并开发了一种通用的动态拓扑测量。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量子比特阵列中成功进行了多达50个floquet循环的演化操作，首次成功实现了四种不同类型的不平衡二阶拓扑相，并系统地探索了该拓扑相的能谱、动态行为、拓扑不变量等性质。 （央视记者 帅俊全 楚尔佳） （编辑：何鑫）