記者11月28日凌晨從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉、朱曉波、彭承志、龔明等學者牽頭合作，基于可編程超導量子處理器“祖沖之2號”，首次在量子體系中實現并探測了高階非平衡拓撲相（HOTPs），取得了量子模擬在探索復雜拓撲物態方向上的重要突破。相關論文于11月28日發表于國際學術期刊《科學》上。
拓撲相是近年來凝聚態物理與量子模擬領域的重要研究方向。與傳統拓撲相不同，高階拓撲相在更低維度的邊界上出現了局域態，挑戰了傳統對應關系。在量子體系中實現高階拓撲相一直是國際前沿的科學挑戰。
當下，拓撲物態研究從平衡體系向非平衡體系拓展，已成為凝聚態物理的重要前沿方向。非平衡拓撲相表現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在聯系，為在時間維度對量子態進行高精度、高穩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長期面臨巨大挑戰。中國科大研究團隊基于“祖沖之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非平衡二階拓撲相的量子模擬與探測。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量子優勢奠定基礎。
《科學》審稿人高度評價這一工作，認為該研究“在以往一維實驗的基礎上取得了重要突破，擴展到二維體系是一次顯著的提升，展示了豐富的實驗能力；所發展的測量與分析非平衡拓撲物態的理論方法具有新穎性和趣味性”。（記者 陳婉婉）
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