我国科研人员在百比特超导量子芯片上取得重大突破，成功构建了一种独特量子物态，即新型“热”拓扑边缘态，解决了对称性保护拓扑边缘态易受热扰动的困境，为维护敏感的量子信息开辟了新途径。
这项研究由浙江大学物理学院王浩华教授团队、浙江大学杭州国际科创中心郭秋江研究员团队，以及清华大学交叉信息研究院邓东灵长聘副教授团队共同实施，成果已公布在8月27日的《自然》期刊上
拓扑边缘态属于量子系统中的特殊状态，这种状态被局限在系统的边界区域，并且能够抵御某些对称性因素的影响而保持稳定。此类状态对热量波动非常敏感，一般只在没有任何能量损耗的极低温度条件下才能出现。
这个由众多粒子构成的体系，其起始状况里包含着部分区域性的信息，随着时间不断流逝，在热量驱动的促进下，原先局限于局部的信息会逐渐弥漫至每一个粒子，如同一个被胡乱涂抹过的纸页，原先的笔迹完全无法辨认。
图为“天目2号”超导量子芯片。（浙江大学供图）
该研究依托浙江大学独立研发的“天目2号”超导量子芯片展开，该芯片配置了125个超导量子比特，拥有高度可配置的特点，可以执行精准度极高的同步量子逻辑运算，借助这一芯片，研究集体考察了常规方法难以探测的对称性维护的拓扑边缘状况。
科研小组构思了“预激发”框架，意图为守恒对称的拓扑界面态配备“屏障”，削弱它与热量引发的互动。通过在“天目2号”超导量子器件上执行量子实验，研究集体发现“预激发”框架起效，表明一种崭新“热”拓扑界面态形成。
郭秋江研究员指出，这项实验证实了“预热化”原理能够有效抵抗热能引发的干扰，从而构建出更为稳定且持久的高维拓扑边缘状态，这为研究非零温度环境中的拓扑物理现象开辟了新的实验途径，彰显了超导量子芯片在模拟奇特物质形态方面的潜力，也为开发在常温条件下具备抗干扰能力的量子记忆装置指明了新的方向。
