多种拓扑Haldane相用于对称保护量子信息处理
对称保护拓扑相因其具有受保护的边界态和对扰动的鲁棒性,在基础层面以及作为量子信息处理的潜在平台方面引起了广泛关注。将这些特性应用于实用且高效的量子计算极具吸引力,但仍是一个悬而未决的挑战。本文中,该团队展示了一个自旋-1/2梯子系统可被划分为多个独立的Haldane相子系统,并提出了将其作为基于门的量子计算的可扩展架构,该架构利用了对称保护拓扑序。研究人员将量子比特编码在每个子系统 \(S^{z}=0\) 扇区的两个拓扑态中。有限尺寸效应通常被视为不利因素,但在此反而提供了可控的能量分裂,使得仅利用局域磁场即可实现单量子比特旋转。相邻子系统边界之间的伊辛型相互作用产生了纠缠门,从而通过两个实验上易于访问的控制参数实现了通用量子计算。这些结果展示了如何在实际系统中直接利用对称保护拓扑相来实现电路模型量子计算。

