8月11日消息 根據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)消息，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在光量子模擬和拓?fù)淞孔佑?jì)算研究中取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)李傳鋒、韓永建、許金時(shí)等人與英國利茲大學(xué)教授 Jiannis Pachos 合作，模擬展示了一種基于仲費(fèi)米子零模編織操作和魔術(shù)態(tài)萃取實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔佑?jì)算的方法。

研究團(tuán)隊(duì)使用自主設(shè)計(jì)搭建的多模式光量子模擬器，研究了仲費(fèi)米子零模的量子統(tǒng)計(jì)和量子互文性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示仲費(fèi)米子零模編織過程對(duì)局域噪聲免疫，并且保持量子互文資源守恒，因此有望通過編織操作和魔術(shù)態(tài)萃取等手段進(jìn)行普適、容錯(cuò)的量子計(jì)算。

具體來看，中國科大表示二維拓?fù)湎到y(tǒng)中允許存在性質(zhì)奇特的“任意子”。當(dāng)兩個(gè)非阿貝爾任意子位置交換時(shí)，系統(tǒng)波函數(shù)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)幺正演化，因此，可通過任意子的編織操作構(gòu)造容錯(cuò)的量子門，從而實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔佑?jì)算，最廣為人知的非阿貝爾任意子是馬約拉納零模。然而，這種體系有兩個(gè)缺點(diǎn)：編織不足，以及相干時(shí)間低。

該研究組將一條包含兩個(gè)仲費(fèi)米子零模的仲費(fèi)米子鏈編碼成一個(gè)多模式馬赫-曾德爾干涉儀中光子的波函數(shù)。利用不同模式間光子的干涉以及相應(yīng)激發(fā)模式的耗散，研究組在光量子模擬器中展現(xiàn)了仲費(fèi)米子零模的編織統(tǒng)計(jì)和拓?fù)淇乖胄再|(zhì)。編織操作的過程保真度達(dá)到 93.4%。

該成果8月9日以研究長文的形式在線發(fā)表在美國物理學(xué)會(huì)期刊《PRX Quantum》上，并被選為編輯推薦文章。