據央視報道，中國科學技術大學潘建偉(wei) 、朱曉波、彭承誌、龔明團隊聯合山西大學梅鋒團隊，在量子體(ti) 係中實現並探測高階非平衡拓撲相。

　　該團隊基於(yu) 可編程超導量子處理器“祖衝(chong) 之二號”，首次在量子體(ti) 係中實現並探測到高階非平衡拓撲相。

　作為(wei) 該領域近年來的重要進展，從(cong) 根本上深化了拓撲體(ti) -邊對應原理，揭示出拓撲保護現象可存在於(yu) 維度更低的嵌套邊界中，例如零維拓撲角模

　　這一突破標誌著量子模擬在探索複雜拓撲物態方向取得重要進展，為(wei) 利用超導量子處理器實現量子優(you) 勢開辟了新路徑。

　　拓撲相是近年來凝聚態物理與(yu) 量子模擬領域的重要研究方向。與(yu) 傳(chuan) 統拓撲相不同，高階拓撲相在更低維度的邊界上出現了局域態，挑戰了傳(chuan) 統的體(ti) -邊對應關(guan) 係。盡管在經典超材料（metamaterials）中已實現高階拓撲相的實驗，但在量子體(ti) 係中實現高階拓撲相一直是國際前沿的科學挑戰。實現高階拓撲相不僅(jin) 有助於(yu) 揭示拓撲物態的量子本質，還為(wei) 基於(yu) 非阿貝爾統計（non-Abelian braiding statistics）的拓撲量子計算提供了潛在實現途徑。

　　進一步，拓撲物態的研究正從(cong) 平衡體(ti) 係向非平衡體(ti) 係拓展，成為(wei) 凝聚態物理的重要前沿方向。非平衡拓撲相表現出平衡體(ti) 係所不具備的特性，例如拓撲抽運、動力學拓撲相變及 π 能量拓撲邊界模等，揭示了拓撲與(yu) 動力學之間複雜而深刻的內(nei) 在聯係，從(cong) 而為(wei) 在時間維度利用拓撲保護對量子態進行高精度、高魯棒性的超快操縱提供可能。然而，二維非平衡高階拓撲相的實驗實現長期麵臨(lin) 兩(liang) 大挑戰：其一是如何在量子體(ti) 係中精確設計高階非平衡拓撲哈密頓量；其二是缺乏直接探測非平衡拓撲性質的有效方法。

　　研究團隊基於(yu) “祖衝(chong) 之 2 號”超導量子處理器的可編程能力，首次在實驗中實現了平衡與(yu) 非平衡二階拓撲相的量子模擬與(yu) 探測。在理論上，研究團隊提出了針對高階拓撲相的靜態與(yu)  Floquet 量子線路設計方案，解決(jue) 了在二維超導量子比特陣列中構建高階平衡與(yu) 非平衡拓撲哈密頓量的關(guan) 鍵難題，並開發了通用的動力學拓撲測量框架。

　　在實驗上，研究人員建立了係統化的處理器優(you) 化方案，通過精密標定，實現了量子比特頻率與(yu) 耦合強度的動態調控，在 6×6 量子比特陣列上，成功執行了多達 50 個(ge)  Floquet 周期的演化操作，首次成功實現了四種不同類型的非平衡二階拓撲相，並係統探索了該拓撲相的能譜、動力學行為(wei) 、拓撲不變量等特征。

　相關(guan) 論文以“Programmable Higher-Order Nonequilibrium Topological Phases on a Superconducting Quantum Processor”為(wei) 題於(yu)  11 月 28 日發表於(yu) 國際學術期刊《科學》上（IT之家附 DOI: 10.1126/science.adp6802）。