谷歌量子计算机突破：首次观测到Floquet拓扑有序态

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在量子计算领域，谷歌的研究团队取得了一项突破性进展。他们利用配备 58 量子比特的量子计算机，成功创造并观察到了一个长期理论化但从未被实际观测到的量子物质相——Floquet 拓扑有序态。这一成就不仅验证了理论预测，更为量子计算机作为探索未知物理领域的实验平台奠定了基础。

通过利用量子系统中的周期性驱动，研究团队对粒子边缘运动进行了成像，并实时观察了奇异粒子的转变。与传统物质相不同，非平衡量子相由其动态和时间演化特性定义，这种行为无法通过传统的平衡热力学捕捉。Floquet 系统中出现的一类特别丰富的非平衡态，即周期性驱动的量子系统。这种周期性驱动可以产生在平衡条件下无法存在的新形式的有序态，揭示出传统物质相无法触及的现象。

来自慕尼黑工业大学（TUM）、普林斯顿大学和谷歌量子人工智能团队的科学家们，使用 58 个超导量子比特的量子处理器，实现了 Floquet 拓扑有序态。这一相态虽然理论上提出过，但此前从未被观察到。他们直接对边缘的特征性定向运动进行了成像，并开发了一种新颖的干涉算法来探测系统的底层拓扑特性。这使得他们能够见证奇异粒子的动态“嬗变”——这是这些奇异量子态理论上预测的标志性特征。

“高度纠缠的非平衡相在经典计算机上模拟起来极其困难，”该研究的第一作者、慕尼黑工业大学自然科学学院物理系的博士生 Melissa Will 表示，“我们的结果表明，量子处理器不仅仅是计算设备——它们还是发现和探测全新物质态的强大的实验平台。”

这项工作开启了量子模拟的新时代，量子计算机将成为研究广阔且很大程度上未被探索的非平衡量子物质领域的实验室。这些研究获得的见解可能产生深远的影响，从理解基础物理学到设计下一代量子技术。