中国科学技术大学与山西大学联合团队在量子模拟领域取得重大突破，成功利用超导量子处理器实现并探测到高阶非平衡拓扑相。这一成果于国际学术期刊《科学》发表，标志着我国在探索复杂拓扑物态方向迈出关键一步。
研究团队基于可编程超导量子处理器"祖冲之二号"，首次在量子体系中构建出高阶非平衡拓扑哈密顿量。与传统拓扑相不同，高阶拓扑相在更低维度的边界上呈现局域态特征，这种特性突破了传统体-边对应关系的理论框架。实验中，科研人员通过精密调控量子比特频率与耦合强度，在6×6量子比特阵列上成功执行了50个Floquet周期的演化操作，首次观测到四种不同类型的非平衡二阶拓扑相。
该研究攻克了两大技术难题：一是开发出针对高阶拓扑相的静态与Floquet量子线路设计方案，解决了二维超导量子比特阵列中的关键构建问题；二是创立通用的动力学拓扑测量框架，实现了对非平衡拓扑性质的直接探测。实验数据与理论预言高度吻合，特别是在准能谱信息的探测方面取得重要进展。
高阶拓扑物态研究正从平衡体系向非平衡体系延伸，非平衡拓扑相展现出的拓扑抽运、动力学相变等特性，为量子态操控提供了新思路。此次突破不仅深化了对拓扑物态量子本质的理解，更为基于非阿贝尔统计的拓扑量子计算提供了潜在实现路径。研究团队通过系统探索能谱特征、动力学行为及拓扑不变量，为后续研究奠定了重要基础。
相关论文《Programmable Higher-Order Nonequilibrium Topological Phases on a Superconducting Quantum Processor》详细阐述了实验设计与理论框架，其DOI编号为10.1126/science.adp6802。这项成果在国际量子计算领域引发广泛关注，凸显了我国在量子模拟技术领域的领先地位。
