8月11日消息 根據(jù)中國科學技術大學消息，該校郭光燦院士團隊在光量子模擬和拓撲量子計算研究中取得重要進展。該團隊李傳鋒、韓永建、許金時等人與英國利茲大學教授 Jiannis Pachos 合作，模擬展示了一種基于仲費米子零模編織操作和魔術態(tài)萃取實現(xiàn)拓撲量子計算的方法。

研究團隊使用自主設計搭建的多模式光量子模擬器，研究了仲費米子零模的量子統(tǒng)計和量子互文性質(zhì)。實驗結果顯示仲費米子零模編織過程對局域噪聲免疫，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態(tài)萃取等手段進行普適、容錯的量子計算。

具體來看，中國科大表示二維拓撲系統(tǒng)中允許存在性質(zhì)奇特的“任意子”。當兩個非阿貝爾任意子位置交換時，系統(tǒng)波函數(shù)會經(jīng)歷一個幺正演化，因此，可通過任意子的編織操作構造容錯的量子門，從而實現(xiàn)拓撲量子計算，最廣為人知的非阿貝爾任意子是馬約拉納零模。然而，這種體系有兩個缺點：編織不足，以及相干時間低。

該研究組將一條包含兩個仲費米子零模的仲費米子鏈編碼成一個多模式馬赫-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)了仲費米子零模的編織統(tǒng)計和拓撲抗噪性質(zhì)。編織操作的過程保真度達到 93.4%。

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