近日，山西大学光量子技术与器件国家重点实验室、激光光谱研究所贾锁堂教授、梅峰教授与中国科学技术大学潘建伟教授、彭承志教授、朱晓波教授、龚明教授合作，在中国、国际上首次实现并检测了大学态的异常不均匀状态。相关研究成果发表在《科学》杂志上。物质的拓扑态超越了以对称破缺为中心的传统物质态分类框架，揭示了一种新的范式，其中物质态可以通过其全局拓扑不变性来定义。作为该领域近年来的重要发展，高阶态深化了体对应的拓扑原理，揭示了嵌套边界中可以存在拓扑保护现象。具有较低维度的模型，例如零维拓扑角模式。这种拓扑保护的零能模型具有非阿贝尔统计特性，为拓扑保护的量子处理提供了新的物理实现平台。然而，量子比特系统中高阶拓扑态的实现和发现仍然是全球范围内具有挑战性的科学挑战。随着数量控制技术的发展，状态控制的研究从平衡状态范式转向非平衡状态范式，研究范围超出了统计学和应用物理平衡状态的传统理论框架。非平衡拓扑态是由外力、周期性驱动或量子猝灭等过程产生的。这些过程使系统远离平衡状态，从而影响新的动态秩序和稳定现象，例如如拓扑泵浦、拓扑时间晶体、动态拓扑相变等。迫切需要开发拓扑不平衡态的制备方案、表征理论和检测方法。研究团队基于可编程“祖冲之二号”超导量子处理器，设计了实现平衡和非平衡高阶拓扑态的超导位阵列模型和量子编程电路，发展了表征和检测平衡和非平衡高阶拓扑的手性量子动力学理论，解决了可编程量子信息处理器中高阶非平衡拓扑态的构造、表征和检测问题。通过精确校准实现量子位频率和耦合强度的动态控制。在 6 × 6 量子位阵列上成功执行了多达 50 个 floquet 周期的量子演化操作。四平衡和unba成功实现了矛状高阶拓扑态。首次观察到拓扑保护的平衡和非平衡量子位角模式。系统地探索非平衡拓扑性质，包括非平衡拓扑准能谱、非平衡拓扑拓扑局部态密度等。 可编程量子信息处理器探索非平衡拓扑态的强相关性并在量子模拟中实现量子优势。/div>