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記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、朱曉波、彭承志、龔明等，與山西大學(xué)梅鋒等合作，基于可編程超導(dǎo)量子處理器“祖沖之二號”，首次在量子體系中實現(xiàn)并探測了高階非平衡拓?fù)湎唷＿@一成果標(biāo)志著量子模擬在探索復(fù)雜拓?fù)湮飸B(tài)方向上取得重要突破，為利用超導(dǎo)量子處理器在量子模擬問題上實現(xiàn)量子優(yōu)勢奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)成果28日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。
拓?fù)湎嗍墙陙砟蹜B(tài)物理與量子模擬領(lǐng)域的重要研究方向。與傳統(tǒng)拓?fù)湎嗖煌唠A拓?fù)湎嘣诟途S度的邊界上出現(xiàn)了局域態(tài)，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的體-邊對應(yīng)關(guān)系。盡管在經(jīng)典超材料中已實現(xiàn)高階拓?fù)湎嗟膶嶒灒诹孔芋w系中實現(xiàn)高階拓?fù)湎嘁恢笔菄H前沿的科學(xué)挑戰(zhàn)。實現(xiàn)高階拓?fù)湎嗖粌H有助于揭示拓?fù)湮飸B(tài)的量子本質(zhì)，還為基于非阿貝爾統(tǒng)計的拓?fù)淞孔佑嬎闾峁┝藵撛趯崿F(xiàn)途徑。
△實驗在6x6二維比特陣列上實現(xiàn)周期性驅(qū)動
研究團(tuán)隊基于“祖沖之二號”超導(dǎo)量子處理器的可編程能力，首次在實驗中實現(xiàn)了平衡與非平衡二階拓?fù)湎嗟牧孔幽M與探測。在理論上，研究團(tuán)隊提出了針對高階拓?fù)湎嗟撵o態(tài)與Floquet量子線路設(shè)計方案，解決了在二維超導(dǎo)量子比特陣列中構(gòu)建高階平衡與非平衡拓?fù)涔茴D量的關(guān)鍵難題，并開發(fā)了通用的動力學(xué)拓?fù)錅y量框架。在實驗上，研究人員建立了系統(tǒng)化的處理器優(yōu)化方案，通過精密標(biāo)定，實現(xiàn)了量子比特頻率與耦合強(qiáng)度的動態(tài)調(diào)控，在6×6量子比特陣列上，成功執(zhí)行了多達(dá)50個Floquet周期的演化操作，首次成功實現(xiàn)了四種不同類型的非平衡二階拓?fù)湎啵⑾到y(tǒng)探索了該拓?fù)湎嗟哪茏V、動力學(xué)行為、拓?fù)洳蛔兞康忍卣鳌?/p>
△實驗實現(xiàn)了對于非平衡二階拓?fù)湮飸B(tài)準(zhǔn)能譜信息的探測，與理論預(yù)言結(jié)果一致。
（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）
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審核：鄧玉莉
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