超导量子比特链上的抗噪声边缘模式模拟

谷歌研究团队使用47个超导量子比特实现了一个周期性驱动的横向受激Ising模型，研究了对称性和噪声之间的相互作用，发现该系统的边缘模式对某些类型的对称性破坏噪声具有令人惊讶的鲁棒性。该成果于11月17日发表在《科学》杂志上。量子系统的对称性可以产生不同拓扑简并基态。这种态的量子叠加原则上不受退相干的影响；此外，能隙将基态与激发态分离，进一步保护基态不受能量衰减的影响。因此，对称保护的基态可以形成无退相干的子空间，是拓扑量子计算的潜在候选者。支持对称保护拓扑态的一个例子是一维线中无自旋费米子的Kitaev模型，该模型的Z2宇称对称性导致一对简并基态。这些简并基态的拓扑性质通常由导线末端一对局域的Majorana边缘模（MEMs ）来描述。然而物理噪声源并不一定尊重基本的对称性。在MEMs的背景下，人们已经在实验上实现了Kitaev模型，例如，在超导体附近具有自旋轨道相互作用的纳米线中。在这里，潜在的Z2对称性不能被封闭系统内的局部扰动所破坏。理论结果普遍认为MEMs仍然容易受到来自其开放固态环境的各种退相干效应的影响。实验结果还证实，亚间隙准粒子的密度往往比简单的热布居参数的预测高几个数