【摘 要】
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近些年来拓扑这一数学概念在物理学界吸引了大家的广泛关注,与此同时基于量子力学原理而构建的量子计算机近期的发展也十分迅速。量子计算机由于其具有远远超出普通经典计算
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近些年来拓扑这一数学概念在物理学界吸引了大家的广泛关注,与此同时基于量子力学原理而构建的量子计算机近期的发展也十分迅速。量子计算机由于其具有远远超出普通经典计算机计算能力的特点受到了人们的追捧,然而退相干和噪声是实现通用量子计算机的两个主要障碍。为了打破这一瓶颈,一方面量子纠错被提出,而另一方面拓扑量子计算这一应对策略也被提出。由于系统的整体拓扑性质,拓扑量子计算具有天然的免疫噪声能力。因此拓扑量子计算也是目前容错率最高的量子计算方案。而拓扑序是一种超越朗道对称破缺范式的新型物质相,在拓扑量子计算中有潜在的应用前景。在真实物理系统中观测拓扑序极具挑战,而量子模拟器作为一种特殊用途的量子计算装置提供了一种表征拓扑序的方法。一般认为,拓扑序可以由F-矩阵和R-矩阵来进行完整的描述。其中R-矩阵已被证实是可以被直接实验测得的,然而F-矩阵是否是可以被直接测得还未知。F-矩阵和R-矩阵如果都能够被实验直接测得,那么我们说拓扑序是可以直接被测得的。本文展示了如何通过数字式量子模拟器对弦网模型描述的双斐波那契序进行模拟并测量其F-矩阵,与此同时也完成了该模型上三种拓扑序的识别。在F-矩阵得到有效模拟的基础上我们可以进一步模拟编织操作,并最终通过编织进行拓扑量子计算。
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