新协议识别着迷人的拓扑量子态

时间：2021-09-30 15:51:58 来源：

特别令人着迷的量子态是物质的拓扑状态。

如今，现代量子模拟器提供了广泛的准备和调查复杂量子状态的可能性。它们在光学晶格中的超级原子，rydberg原子，捕获的离子或超导量子位实现。

特别令人着迷的量子态是物质的拓扑状态。David Thouless，Duncan Haldane和Michael Kosterlitz于2016年授予诺贝尔物理奖，以便他们理论发现。这些物质的特征在于非局部量子相关性，并且对实验中不可避免地发生的局部扭曲特别稳健。

“在实验中识别和表征这种拓扑阶段是一个巨大的挑战，”来自Innsbruck大学的量子物理学中心的Benoîtvermersch，金龙玉和andreas·埃尔堡和奥地利科学院量子光学研究院。“由于其特殊属性，局部测量不能识别拓扑阶段。因此，我们正在开发新的测量协议，使实验物理学家能够在实验室中表征这些国家。“

近年来，这已经实现了非交互系统。然而，对于互动系统，在将来也可以用作拓扑量子计算机，到目前为止，这是不可能的。

随机测量到明确的结果

在科学进步中，彼得Zoller的研究组的物理学家现在提出了测量协议，使得能够测量所谓的拓扑不变。这些数学表达式描述了拓扑空间的共同特性，并使得可以在一维的振荡系统中完全识别具有全局对称的相互作用拓扑状态。

“我们的方法的思想是首先在量子模拟器中制备这种拓扑状态。现在，执行所谓的随机测量，并且从这些随机测量的统计相关性提取拓扑不变，“andreas elben解释。

该方法的具体特征是虽然拓扑不变量是高度复杂的，但仍然可以从简单局部随机测量的统计相关性提取它们。与最近由研究组呈现的方法，用于比较计算机或模拟器中的量子状态，今天在实验中可以进行这种随机测量。

因此，我们可以直接在现有的实验平台中直接应用拓扑不变性的协议，“Benoît朱米干酪说。

参考：“来自合成量子物质中随机测量的多体拓扑不变”，由Andreas Elben，金龙宇，古义朱，穆罕默德·哈菲省，弗兰克普勒，彼得·萨克尔和Benoît梅兰西奇，4月10日，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.aaz3666

由Andreas Elben，金龙Yu，Peter Zoller和Benoit Vermersch开发了测量方法，在Innsbruck中与瓜晶，马里兰州，美国和IBM研究，穆罕默德哈菲（Jqi Maryland）和Frank Pollmann的古义朱镕基密切合作。慕尼黑大学。该研究得到了欧洲研究理事会和欧盟旗舰的财务支持，其中Quallum Technologies等。

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