“绝热捷径”协议的仿真结果。图中显示了两种不同初始状态在协议期间 Kerr 非线性振荡器状态的 Wigner 函数演化，一种用红色绘制，另一种用蓝色绘制。图片来源：Juan Lin 等人。

来自拓扑学的见解（对对象被拉伸或压缩时持续存在的 3D 对象属性的研究）能否应用于量子信息处理领域？中国福州大学的研究人员 Juan Lin、Shou-Bang Yang、Fan Wu 和 Zhen-Biao Yang 认为是的。

因此，他们研究了第一个陈数（拓扑不变量）与 Kerr 非线性振荡器相关的变化。他们的研究于 8 月 5 日发表在《智能计算》（Intelligent Computing） 杂志上，题为“克尔非线性振荡器中的拓扑转换”（Topological Transitions in a Kerr Nonlinear Oscillator）。

确定量子系统中的拓扑转换非常重要。此转换由第一个 Chern 数中的离散跳转表示。在 Lin、Yang、Wu 和 Yang 的方法中，这个陈数是通过相关的 Berry 曲率（系统参数属性的表示）和通过测量 3 个物理可观察对象获得的极角来计算的。

这种在受控 Kerr 非线性振荡器系统中观察拓扑转变的方法与物理学家 Richard Feynman 在 1982 年的文章“用计算机模拟物理学”中首次提出的量子模拟概念一致。

以前的研究通过第一个 Chern 数和 Berry 曲率来观察拓扑变换，但没有使用 Kerr 非线性振荡器。Kerr 非线性振荡器可以用作量子计算中的量子比特，因为它可以同时生成两个相反的状态。

使用 Kerr 非线性振荡器会增加所需的操作时间，但与其他方法不同的是，它可以编码连续变量。Lin、Yang、Wu 和 Yang 能够使用“绝热捷径”方案来缓解所需手术时间的增加。

尽管到目前为止，研究结果都是在单个 Kerr 非线性振荡器中进行的，但该方法还可以扩展到连续变量系统中两个或多个涉及相互作用的拓扑特性。

更多信息：Juan Lin 等人，Kerr 非线性振荡器中的拓扑过渡，智能计算（2024 年）。DOI： 10.34133/icomputing.0099