中国科学院成功研发“庄子”型一维43量子比特芯片,揭示量子泵浦过程中拓扑与无序性相互作用的新发现 —— 大浪资讯报道

admin192025-03-17 14:16:34

最新科研突破:中国科学院团队在量子计算领域取得显著进展

(大浪资讯 3月17日) 在量子科技的前沿领域,中国科学院物理研究所与北京凝聚态物理国家研究中心的研究团队,由范桁研究员、许凯副研究员、郑东宁研究员及相忠诚副主任工程师领衔,近期在超导量子芯片制备、量子计算与量子模拟等领域取得了令人瞩目的系列成果。

自主设计“庄子”号量子芯片,实现霍夫施塔特蝴蝶能谱展示

该研究团队自主设计并成功制备了一款名为“庄子”号的一维43比特量子芯片。利用这款芯片,他们不仅实现了霍夫施塔特蝴蝶能谱的展示,还在固态量子系统中构建了Thouless泵浦,深入探讨了拓扑与无序之间的竞争及其相互作用。实验中,他们观测到了由准周期相互作用无序诱导的拓扑泵浦现象。

Thouless泵浦:量子泵浦现象的里程碑

值得一提的是,Thouless泵浦这一概念由英国物理学家David J. Thouless于1983年提出,并因此现象被命名为Thouless泵浦。近年来,Thouless泵浦因其与整数量子霍尔效应相同的拓扑性质,吸引了实验和理论物理学家的广泛关注。即使在引入无序的情况下,Thouless泵浦仍表现出一定的鲁棒性。此外,拓扑安德森绝缘体的提出,揭示了无序如何将拓扑平庸系统转变为拓扑非平庸系统。

弗洛凯周期调控技术助力研究

研究团队运用弗洛凯周期调控技术,构建了Rice-Mele模型,并通过绝热调制模型参数,观测到了不同参数调控轨迹下的Thouless泵浦过程。他们发现,单位调控周期粒子的输运位移与参数调控轨迹的拓扑数密切相关。此外,通过引入格点势能无序,他们观测到了输运鲁棒性。研究还发现,通过调制拓扑平庸的双圈参数调控轨迹,可以观测到格点势能无序诱导的量子泵浦过程。特别是在引入相互作用无序的情况下,Thouless泵浦依然表现出良好的鲁棒性。

实验成果首次观测到拓扑安德森绝缘体的动力学版本

这一系列研究成果已于1月2日发表在《自然-通讯》杂志上。大浪资讯现将论文地址附上,供读者进一步了解:

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