新華社合肥11月28日電（記者戴威、何曦悅）記者從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校潘建偉、朱曉波、彭承志、龔明等人合作，基于可編程超導量子處理器“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撲相，取得量子模擬在探索復雜拓撲物態(tài)方向上的重要突破。相關(guān)研究成果于11月28日發(fā)表于國際權(quán)威學術(shù)期刊《科學》。

拓撲相是近年來凝聚態(tài)物理與量子模擬領(lǐng)域的重要研究方向。與傳統(tǒng)拓撲相不同，高階拓撲相在更低維度的邊界上出現(xiàn)了局域態(tài)，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)對應(yīng)關(guān)系。在量子體系中實現(xiàn)高階拓撲相一直是國際前沿的科學挑戰(zhàn)。

當下，拓撲物態(tài)研究從平衡體系向非平衡體系拓展，已成為凝聚態(tài)物理的重要前沿方向。非平衡拓撲相表現(xiàn)出平衡體系所不具備的特性，揭示出拓撲與動力學之間復雜而深刻的內(nèi)在聯(lián)系，為在時間維度對量子態(tài)進行高精度、高穩(wěn)定的超快操縱提供可能。

然而，非平衡高階拓撲相的實驗實現(xiàn)長期面臨巨大挑戰(zhàn)。研究團隊基于“祖沖之二號”超導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撲相的量子模擬與探測。

研究人員表示，該成果標志著二維可編程量子模擬能力的顯著提升，為利用超導量子處理器在量子模擬問題上實現(xiàn)量子優(yōu)勢奠定基礎(chǔ)。