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模拟量子材料纠缠基态的数值模拟在超过一维空间的情况下对经典计算方法仍具挑战性，也因此成为量子计算优势的主要突破方向。为此，关键目标在于寻找高效的量子态制备方案，以最小化捕获高维量子关联所需的物理量子比特数量与电路深度资源。该研究团队基于多尺度纠缠重整化假设（MERA），提出了一种面向高斯费米子态的量子电路压缩算法，该算法能在模拟量子材料相关的高度纠缠基态时实现所需电路深度的指数级缩减。该算法被命名为二维高斯MERA（2d GMERA），将MERA技术拓展至压缩高维高斯态领域。通过对蜂窝晶格上哈尔丹模型的数值模拟，该方法被证实能精确捕获包括拓扑平庸绝缘体、陈绝缘体及临界狄拉克半金属在内的面积律纠缠态。尽管纯高斯态仍可由经典计算机模拟，该工作为制备与关联基态绝热连接的自由费米子态所需的量子资源建立了经验上限，既为近期量子设备上的方案实施提供了指导，也为模拟更复杂量子材料奠定了基础。最后，研究人员开发了一种基于可扩展二维拓扑序的新型费米子-量子比特编码方案，该方案可通过与系统规模无关的恒定泡利权重量子比特旋转来实现费米子旋转。