最初，拓?fù)湫蚋拍畹囊胧菫榱送茝V發(fā)展一些新的物質(zhì)態(tài)，所以拓?fù)湫虻膽?yīng)用初衷是在材料上，比如說(shuō)有些拓?fù)湫虿牧系倪吔缇哂辛汶娮?，這種材料在電子器件上會(huì)有很多應(yīng)用。

現(xiàn)如今，隨著量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展，一個(gè)最大的問(wèn)題浮出水面：量子計(jì)算機(jī)受環(huán)境影響非常嚴(yán)重，而拓?fù)湫虺蔀檫@一問(wèn)題的解決方案，因?yàn)橥負(fù)湫蜓苌龅牧孔颖忍刈詣?dòng)不受環(huán)境影響，所以拓?fù)淞孔佑?jì)算自然而然就可以屏蔽環(huán)境的影響。

此次，研究人員給出了識(shí)別拓?fù)湫虻男路椒?，?jiǎn)化了拓?fù)淞孔佑?jì)算。

研究成果

實(shí)驗(yàn)中，研究人員利用量子模擬的方法設(shè)計(jì)并演示了在不需要基態(tài)解析解的先驗(yàn)知識(shí)下，也就是只需系統(tǒng)哈密頓量形式也能直接測(cè)量和重構(gòu)出具有拓?fù)涮卣鞯腟、T矩陣，并識(shí)別出拓?fù)湎?，獲得其拓?fù)渲讣y。

同時(shí)，研究人員在被研究體系哈密頓量中引入偏離精確可解模型的失諧項(xiàng)和破壞所有意外對(duì)稱性的無(wú)序項(xiàng)，模擬了一類具有非零關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度的不可解自旋模型，進(jìn)一步成功地利用模矩陣的突變實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這類拓?fù)湫虼嬖诘聂敯粜砸约跋嗫臻g中的相變點(diǎn)。

另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)合并改良了實(shí)驗(yàn)組研發(fā)的新穎技巧，利用隨機(jī)絕熱法制備線性獨(dú)立的基態(tài)組，制備中僅僅需要被研究體系哈密頓量的近似點(diǎn)群對(duì)稱性的信息，克服了先前量子模擬實(shí)驗(yàn)中需要直接制備按照可解模型求得的基態(tài)的困難。

據(jù)萬(wàn)義頓教授介紹，關(guān)于這一課題的想法可以追溯到三年前。當(dāng)時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)在嚴(yán)格可解的模型中得出了初步結(jié)果。隨后，團(tuán)隊(duì)將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到可解模型之外，進(jìn)行了新的理論研究，最終發(fā)現(xiàn)已經(jīng)探究出來(lái)的方法適用于非嚴(yán)格可解模型這樣更為一般的情形。

總結(jié)

據(jù)了解，該成果由復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系孔令欣團(tuán)隊(duì)和萬(wàn)義頓團(tuán)隊(duì)同中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜江峰、彭新華團(tuán)隊(duì)共同研究。文章第一作者為中科大微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士生羅智煌，孔令欣、萬(wàn)義頓和彭新華為通訊作者。

該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、教育部、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)和中科院的資助。

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