浙江大學(xué)物理學(xué)院王浩華團隊、杭州國際科創(chuàng)中心郭秋江超導(dǎo)量子計算團隊聯(lián)合清華大學(xué)鄧東靈團隊，在百比特超導(dǎo)量子芯片上觀測到，“預(yù)熱化”機制能有效抵御熱激發(fā)擾動，使有限溫度下的拓撲邊緣態(tài)展現(xiàn)出了足夠的穩(wěn)定性，為保護脆弱的量子信息提供了新可能。相關(guān)研究成果27日晚於《自然》在線發(fā)表。

研究針對凝聚態(tài)物理中的新奇物態(tài)——對稱性保護的拓撲邊緣態(tài)展開。這種拓撲邊緣態(tài)在量子信息方面具備潛在應(yīng)用價值。然而，此類拓撲邊緣態(tài)通常僅存在於絕對零度的理想環(huán)境。隨著時間的推移，體系初始狀態(tài)攜帶的局域信息將被熱激發(fā)抹去，擴散到所有粒子中。

“近年來的主流思路是通過多體局域化策略限制熱激發(fā)的移動，實驗成本較高，穩(wěn)定性也有待考証。我們把關(guān)注點轉(zhuǎn)移到熱激發(fā)與邊緣態(tài)的相互作用上?！编嚃|靈等提出利用“預(yù)熱化”機制保護拓撲邊緣態(tài)，借由系統(tǒng)內(nèi)部涌現(xiàn)的對稱性對邊緣態(tài)提供額外的保護，抑制其與熱激發(fā)之間的相互作用。

在浙江大學(xué)超導(dǎo)量子計算團隊自主研制的百比特“天目2號”芯片上，研究團隊進行了相關(guān)實驗，並觀察到了不受熱激發(fā)影響的拓撲邊緣態(tài)。實驗証明，“預(yù)熱化”機制作用下，拓撲邊緣態(tài)仍能維持在“零溫”基態(tài)下相似的壽命。

研究團隊還建立了一種可行的數(shù)字量子模擬方法，為在有限溫度下探索拓撲物質(zhì)提供了新的實驗手段。（記者劉習(xí)、陸?。?/p>

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