摘要：最近量子物理圈出了个大突破 —— 慕尼黑工业大学、普林斯顿大学和谷歌量子人工智能团队联手，用有 58 个超导量子比特的量子计算机，造出了一种之前只在理论里存在的物质状态，叫 “Floquet 拓扑有序状态”。

最近量子物理圈出了个大突破 —— 慕尼黑工业大学、普林斯顿大学和谷歌量子人工智能团队联手，用有 58 个超导量子比特的量子计算机，造出了一种之前只在理论里存在的物质状态，叫 “Floquet 拓扑有序状态”。

这事儿不光验证了物理学家多年的猜想，更重要的是，它让量子计算机从 “只会算账的工具”，变成了能探索 “奇怪物质” 的 “超级实验室”！

物理学家早就知道，咱们熟悉的 “水结冰、金属变磁铁” 这些物质变化，全是在 “平衡态” 下发生的 —— 就像一杯水放在桌上，温度降到 0℃自然结冰，遵循着经典热力学的 “规矩”。但他们一直猜：如果把物质 “逼到绝境”，让它远离平衡态，会不会出现完全不一样的状态？这个猜想卡了几十年，不是理论不行，而是实验根本做不到。

传统研究非平衡态物质，得靠超低温、强磁场、高压这些 “极端手段”，稍微控制不好，物质要么瞬间变回平衡态，要么被环境干扰得 “面目全非”。

更要命的是，这种物质里的粒子会互相 “纠缠”，关系复杂到像一团乱麻，经典计算机就算算到天荒地老，也解不出它们的运动规律，就好比让你用算盘去算火箭轨道，根本不是一个量级的活儿。

直到量子计算机出现，量子比特跟传统计算机的 “0 和 1” 不一样，它能同时处于 “0 和 1” 两种状态，还能让多个量子比特互相 “勾连”，天生就擅长处理 “纠缠乱麻”。

这次慕尼黑工大、普林斯顿和谷歌团队用的 58 个超导量子比特处理器，相当于给科学家搭了个 “精准可控的量子舞台”—— 想让物质怎么 “折腾”，就能通过调节量子比特的相互作用来实现，不用再跟极端环境 “死磕”。

这次发现的 “Floquet 拓扑有序状态”，它必须靠外部 “周期性驱动” 才能存在 —— 就像给钟摆不停上劲，让它一直晃，一旦停下，这物质立马 “消失”，这跟 “不用管也能稳定存在” 的平衡态物质，简直是两个世界的东西。

更反常的是它的 “行为”，研究团队直接 “看” 到，这物质边缘的信息和能量会沿着固定方向 “跑”，就像在边缘修了一条 “单向车道”，只能往前不能回头。要知道，普通物质里的能量传播是 “四面八方乱撞”，这种 “定向跑” 的现象，在经典物理里根本找不到对应的解释。

而且它们能像变魔术一样，在不同类型之间切换，遵循的规则只在这种 “拓扑量子系统” 里有效。就好比平时看到的猫要么是黑猫要么是白猫，突然出现一只既能当黑猫又能当白猫，还能随时切换的猫，完全颠覆认知。

当然，搞出这 “怪东西” 没那么容易。58 个量子比特就像 58 个 “娇生惯养的孩子”，稍微有点外界干扰就会 “失忆”。

研究团队光是让它们保持同步 “工作”，就花了大功夫 —— 设计的脉冲序列得精确到纳秒级，相当于在眨眼的瞬间完成上百次精准操作；为了 “看” 清物质的拓扑特性，还发明了 “量子干涉算法”，像用显微镜看细胞一样，把粒子的纠缠规律扒得明明白白。

首先，它直接改写了 “物质本质” 的定义 —— 以前我们觉得 “稳定的物质必须在平衡态”，现在发现 “靠外力驱动，非平衡态物质也能稳定存在”，这就像推翻了 “地球是平的” 一样的常识。

未来的量子计算机，可能会让我们解锁更多 “宇宙级谜题”—— 比如高温超导体为啥能在相对高温下导电，量子自旋液体到底是啥形态，这些以前想都不敢想的研究，现在有了实现的可能。

落到实际应用上，这东西更是 “潜力股”。比如在量子传感领域，它能做成 “超级探测器”，连微弱到几乎看不见的磁场、电场变化都能捕捉到，以后医生可能用它早期发现癌症，地质学家能靠它精准找矿。

当然，这革命才刚开头。现在的 58 量子比特处理器，还只是 “入门级”—— 要研究更复杂的非平衡态物质，得需要更多量子比特，还得解决 “退相干” 这个老大难问题。

但不管怎么说，这次发现已经证明：量子计算机不是 “炫技的玩具”，而是能改写物理学规则、重塑人类认知的 “超级工具”。

下一个颠覆世界的技术，可能就藏在这些量子比特的 “纠缠” 里。

编辑：柳贯一

来源：靳律法谈