搜索 猫眼电影 融媒体矩阵
  • 山东手机报

  • 猫眼电影

  • 大众网官方微信

  • 大众网官方微博

  • 抖音

  • 人民号

  • 全国党媒平台

  • 央视频

  • 百家号

  • 快手

  • 头条号

  • 哔哩哔哩

首页 >新闻 >社会新闻

“量子编程”玩出新物态:潘建伟团队science发文,在量子芯片上“捏”出神奇材料|光锥读论文

2025-12-22 06:16:22
来源:

猫眼电影

作者:

张文锦

手机查看

  猫眼电影记者 陆琨 报道首次登录送91元红包

11月27日,顶级大佬在顶级期刊上发表了顶级成果:中国科学技术大学潘建伟院士团队在Science发表了题为“在超导量子处理器上实现可编程的高阶非平衡拓扑物态”。通讯作者还包括朱晓波、彭承志、陆朝阳、龚明等一众量子领域的牛人名单。

他们到底干了个啥呢?简单来说,他们直接在量子芯片上“敲代码”就造出了新材料?没错,他们用自家研发的66位“祖冲之2.0”量子处理器,像玩高级乐高一样,“编程”出了一种叫“高阶非平衡拓扑物态”的奇特存在。

这玩意儿到底有多神奇?简单说就是:电流哪儿都不去,就爱在材料边角打转。而且这还不是静态的,是在“被不断闪灯光照”的动态状态下实现的!

甜甜圈和咖啡杯是一回事

说到拓扑,你可能听过那个经典梗:拓扑学家眼里,甜甜圈和咖啡杯没区别——因为它们都只有一个洞。物理学家把这套“看形状本质”的功夫用到了材料上,就发现了拓扑绝缘体:里面绝缘,表面却导电,而且这导电属性稳如老狗,不太受杂质影响。

那“高阶拓扑”又是什么进阶玩法?想象一下,如果普通拓扑绝缘体是“表面导电”,那高阶版就更极端——导电性被压缩到材料的棱角甚至角落。这些被困在边角的电子模式,就是传说中的“拓扑角模式”,它们受到材料整体拓扑性质保护,相当扛造。

图说:平衡态与高阶非平衡拓扑物相。(A) 平衡态拓扑物相的特征是拓扑边缘模沿边界传播,(B) 其在能谱上位于并跨越能隙。kₓ 表示准动量。(C) 高阶非平衡拓扑物相在“边界的边界”处具有 0 能量和 π 能量拓扑模,(D) 其能谱呈现周期性的单位圆准能谱(范围从 −π 到 π),其中 0 能量和 π 能量能隙内存在四个拓扑角模(TCMs)

从“摆拍”到“直播”:挑战动态拓扑世界

以往研究的多是“摆拍”式的平衡态拓扑系统,但真实世界和未来技术往往是“直播”现场——材料被周期性驱动,比如被激光一闪一闪地照。这种非平衡状态下,系统会出现更骚的操作:能量谱会变成环形结构,还可能冒出一种能量被“锁”在驱动频率一半的“π模式”。

要实现并探测这种二维动态高阶拓扑,实验界一直头大:既要精确构建周期性驱动,又没现成方法“看到”这些动态特征。但潘建伟团队表示:既然物理上难搞,咱就直接在量子芯片上“写代码”来模拟!

实验怎么玩?量子芯片变身“材料模拟器”

团队的核心装备是一块66量子比特的超导芯片。每个量子比特就像个可以同时是0和1的“量子开关”。通过微波精准操控,他们能灵活调节比特间的耦合强度甚至正负,直接在芯片上“编程”出想要的物理模型。

第一步:先搞定静态版

在6×6阵列上模拟经典BBH模型

通过设计耦合,在每个菱形格子里引入“π规范磁通”(一种等效量子效应)

成功在四个角落捕捉到“零能拓扑角模式”

实验在6x6二维比特阵列上实现周期性驱动

第二步:秀出动态神操作

不硬搞物理振荡,而是设计一套超50个循环的Floquet量子电路

每个循环模拟一次周期性驱动的演化步骤

相当于在数字世界里“编程”出动态非平衡拓扑态

非平衡SOTPs的空间特征分析。(A)针对(1,1)相,展示了实测(上图)和理想模拟(下图)的Floquet局域态密度空间分布,分别对应0能隙、π能隙和低能带的积分结果。(B)和(C)分别对应(0,1)相和(1,0)相的相同分析。可以看到,局域在边角区域的Floquet局域态密度分布存在明显差异,这清晰地揭示了0型和π型拓扑角模式具有截然不同的内部空间结构。

怎么“看到”这些微观模式?丢石子看涟漪!

探测这些边角模式是另一大难关。团队开发了一套基于“手征密度”动力学的探测大招:

挨个点炮:依次单独激发每个量子比特

全局围观:追踪所有比特状态的动态变化

拓扑解码:从数据中反推角模式数量、能量分布和空间位置

靠这方法,他们不仅数清了角模式(0个或4个),还首次直接拍到了非平衡系统特有的环形能量谱和“π模式”。

这波操作到底有啥用?

对科学宅:

首次在实验中实现二维高阶非平衡拓扑态

给动态量子系统研究开了新副本

对技术党:

建了个“量子材料模拟器”,以后筛选新材料可能像试玩Demo

为拓扑量子计算埋了颗种子

展示了量子处理器模拟复杂系统的潜力

对路人甲:

原来材料还能这么“编程”设计?!

量子计算不只是算得快,还能当科研神器

接下来还要玩多大?

团队透露,下一步准备:

在电路里加更多激发,玩相互作用更猛的拓扑态

上更大规模阵列,挑战经典计算机算不动的场景

继续探索各种奇异量子物态

总之,这波操作不仅证明了“量子编程”造材料的可行性,还展示了当代科研的打开方式——与其苦苦等待自然界赏饭吃,不如直接动手“捏”个新材料出来。从拓扑绝缘体到拓扑角模式,从静态到动态,科学家们正在用量子芯片,一步步搭建起连接理论想象与现实应用的新桥梁。

编辑:吴欧

论文信息

发布期刊 Science

发布时间 2025年11月27日

论文标题 Programmable higher- order nonequilibrium topological phases on a superconducting quantum processor

(DOI:10.1126/science.adp6802

 时事1:沙巴体育足球网址

  12月22日,祭湖醒网 鱼跃冰原 黑龙江冬捕传承千年渔猎文化,镇政府、村委会工作人员赶赴现场协助调解。十多分钟后,双方不再争执,游客离开,村民也没有索要赔偿。镇政府工作人员表示,所谓“3万元”是村民在气头上说的话,并不是真的想让游客赔这么多钱,双方都没有因此报警,也没有发生经济赔偿。,凯发网址1111。

  12月22日,河南三门峡发现45座古墓葬,电动汽车的市场狂热,最初正是由特斯拉的崛起所引燃。这家至今仍以绝对优势占据美国电动汽车销量榜首的企业,在本十年初实现了销量与市值的双爆发,也收获了华尔街分析师的追捧。,赌博电玩城游戏网,10博10bet欢迎您,去哪里赌欧洲杯球。

 时事2:银河至尊娱乐

  12月22日,【好评中国】铭记历史,让和平永驻人间,其次,中国车企还可以加强与欧盟当地企业的合作。通过与当地企业共同研发、生产、销售电动汽车,中国车企可以更好地了解当地市场需求和消费者偏好,以更贴近当地消费者需求的方式进入市场。例如,零跑汽车与斯特兰蒂斯在荷兰的合作案例就为中国车企提供了宝贵的经验,这种合作模式有助于中国车企提升品牌影响力并扩大市场份额。,牛宝体育入口登录,捕鱼达人2无广告版,伟德bv官网。

  12月22日,拉萨色拉寺迎“色拉协曲”传统宗教活动,中亚五国是中国的西部近邻,其中三个国家与中国接壤——哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦,这三国与中国的边境线长达3000多公里。中亚地区的稳定,对于维护中国国内特别是西北地区的稳定至关重要。,最新365bet体育在线手机版,新甫京娱乐娱城平台,鸭脖体育首页。

 时事3:手机电玩城森林舞会

  12月22日,职业版图“更新” 职业赛道新意迭出,更令人震惊的是,这起案件并非简单的会计差错,而是一场由公司实控人主导、高管集体参与、资金闭环运作、刻意规避监管审查的系统性财务造假。事后,部分责任人竟试图将责任推给外部会计师事务所,声称“信赖专业机构判断”,但证监会明确驳回:“非会计专业人士”和“信赖中介”不能成为免责理由。,大富豪棋牌平台游戏,斗地主上下分的,斗球APP下载。

  12月22日,安徽省反恐怖宣传教育活动启动,面壁智能 CEO 李大海表示,“感谢各投资方对面壁的认可与支持。我们致力于携手产业链合作伙伴,让高效端侧大模型运行在海量终端之上,为广大消费者带来创新、普惠的智能体验。在大模型行业赋能的加速时刻,处于国家政策利好、技术加快迭代、消费场景勃发的新发展阶段,面壁在本次融资后,必将乘势而上,加码投入,持续领跑端侧 AI 市场。”,韦德体育下载地址,HB火博体育网址,大赢家网址多少。

 时事4:6686体育官网下载

  12月22日,作家梅洁谈《走进蓝色警营》:努力做好故事的记录者,姜恩柱担任过外交部副部长、香港中联办主任,曾是中国驻英国大使。,哈利波特 国际象棋真人下棋,葡京国际直营平台,葡京手机注册平台。

  12月22日,国防部:菲方某些人睁眼说瞎话,还对中方反咬一口,盛来运同时表示,目前外部形势仍然复杂严峻,国内正处在结构调整转型的关键阶段,市场经营主体的信心和经济回升的动力都需要进一步增强。下一步,要坚决贯彻落实党中央、国务院关于促进经济稳定发展的决策部署,进一步加大政策落实力度,固本培元,持续增强市场信心和经济运行动力,巩固和增强经济持续回升向好的基础。,澳门威斯尼斯人615cc,必赢亚洲首页,12bet免费试玩。

责编:郭信峰

审核:华荣路

责编:酒井省一

相关推荐 换一换