山西大學(xué)在量子計算和量子模擬領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
近日,山西大學(xué)激光光譜研究所梅鋒教授研究團(tuán)隊在國際上首次實現(xiàn)了拓?fù)浔Wo(hù)的量子線路和拓?fù)湮飸B(tài)的數(shù)字量子模擬,相關(guān)研究成果“Digital Simulation of Topological Matter on Programmable Quantum Processors”于2020年10月15日發(fā)表在物理學(xué)頂級學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)。梅鋒教授為該論文的第一作者和共同通訊作者。論文主要合作者還包括我校賈鎖堂教授、肖連團(tuán)教授、南京大學(xué)朱詩亮教授以及華南師范大學(xué)於亞飛副教授。 圖1. 在IBM量子信息處理器(圖左)上首次實現(xiàn)了拓?fù)浔Wo(hù)的量子線路(圖右)。 圖2. 實驗上在8個量子比特的帶噪聲量子信息處理器中觀察到拓?fù)浔Wo(hù)的邊界態(tài)。 拓?fù)湮飸B(tài)是數(shù)學(xué)中的拓?fù)鋵W(xué)概念在物理系統(tǒng)中的體現(xiàn),拓?fù)湮飸B(tài)具有全新的拓?fù)浔Wo(hù)物性,可用來實現(xiàn)能量和信息的無損耗單向傳播,可用于實現(xiàn)拓?fù)浔Wo(hù)的大規(guī)模容錯量子計算。近年來,利用人工量子體系模擬拓?fù)湮飸B(tài),成為國際上的前沿研究熱點。量子模擬分為類比量子模擬和數(shù)字量子模擬。對于拓?fù)湮飸B(tài)的量子模擬,目前的研究主要集中于類比量子模擬,如何實現(xiàn)拓?fù)湮飸B(tài)的數(shù)字量子模擬,即模擬拓?fù)湮飸B(tài)的量子算法,一直是國際上懸而未決的關(guān)鍵科學(xué)問題。 |