中國首次實(shí)現(xiàn)量子體系高階非平衡拓?fù)湎?量子模擬重大突破

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2025-12-01 15:13:57 新華網(wǎng)

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)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(hào)”，首次在量子體系中實(shí)現(xiàn)并探測(cè)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(shí)現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)成果已在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。

中國首次實(shí)現(xiàn)量子體系高階非平衡拓?fù)湎? ></p><p>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。高階拓?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(duì)應(yīng)關(guān)系。盡管在經(jīng)典超材料中已實(shí)現(xiàn)高階拓?fù)湎嗟膶?shí)驗(yàn)，但在量子體系中的實(shí)現(xiàn)一直是國際前沿的科學(xué)難題。實(shí)現(xiàn)高階拓?fù)湎鄬?duì)揭示拓?fù)湮飸B(tài)的量子本質(zhì)和基于非阿貝爾統(tǒng)計(jì)的拓?fù)淞孔佑?jì)算具有重要意義。</p><p class= 中國首次實(shí)現(xiàn)量子體系高階非平衡拓?fù)湎?量子模擬重大突破

研究團(tuán)隊(duì)利用“祖沖之二號(hào)”超導(dǎo)量子處理器的可編程能力，首次在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了平衡與非平衡二階拓?fù)湎嗟牧孔幽M與探測(cè)。理論上，研究團(tuán)隊(duì)提出了針對(duì)高階拓?fù)湎嗟撵o態(tài)與Floquet量子線路設(shè)計(jì)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(dòng)力學(xué)拓?fù)錅y(cè)量框架。實(shí)驗(yàn)中，研究人員通過系統(tǒng)化的處理器優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)了量子比特頻率與耦合強(qiáng)度的動(dòng)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(gè)Floquet周期的演化操作，首次成功實(shí)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(dòng)力學(xué)行為及拓?fù)洳蛔兞康忍卣?。?shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)言一致。

中國首次實(shí)現(xiàn)量子體系高階非平衡拓?fù)湎?量子模擬重大突破

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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