科研人员首次利用量子模拟识别拓扑序

新华社上海10月20日电（记者刘雪、吴振东）近期我国科研人员利用自主创新研发的随机绝热法，在全球率先实现利用量子模拟识别二维系统中的Z2拓扑序。这为研究量子物质和实现量子计算打下重要基础。

这项研究由复旦大学物理学系孔令欣团队、万义顿团队同中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、彭新华团队共同合作。最新研究成果以研究长文的形式在线发表于国际权威学术期刊《自然·物理》杂志（论文链接）。

近几十年来，针对新的具有拓扑序物质态的研究成为凝聚态物理的最前沿。该领域的研究不仅对新一代电子元件和超导体研发意义重大，在未来容错拓扑量子计算方面也有着潜在的应用前景。

一直以来，拓扑序的实验实现和其拓扑性质的实验探测存在诸多挑战。

这项最新研究中，我国研究人员利用量子模拟方法，设计并实验演示在不需要基态解析解的先验知识也能直接测量和重构出具有拓扑特征的S、T矩阵，并识别出拓扑相，获得其拓扑指纹。另外，实验利用随机绝热法制备线性独立的基态组，克服了先前量子模拟实验中需要直接制备按照可解模型求得的基态的困难。

该文章第一作者为中科大微观磁共振重点实验室博士生罗智煌，孔令欣、万义顿和彭新华为通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金委、科技部、教育部、上海市科学技术委员会和中科院的资助。