基于量子退火探索自旋玻璃的复制对称性破缺与拓扑坍塌

复制对称性破缺（RSB）构成了无序系统复杂组织的基础，但超出约 N ~ 100 自旋的定量验证至今仍面临计算挑战。我们利用量子退火获取 Sherrington-Kirkpatrick 模型的基态，直至 N = 4000 自旋，实现了迄今为止最广泛的对 Parisi 诺贝尔奖得主 RSB 解答的测试。五个独立观测量确认了 RSB 预测：基态能量收敛于 Parisi 值，伴随特征性 N^{-2/3} 修正；能量波动按 N^{-3/4} 比例缩小（γ = 0.739 ± 0.036）；混沌指数 θ = 0.51 ± 0.02（R² = 0.989）确认了均场普适性；叠加分布呈层次结构（σ_q = 0.19）；复杂度在 36% 网络稀释下保持不变。超过临界阈值 0.8 < D_c < 0.9 后，层次结构在一次合作 avalanche 中不可逆性坍塌，将系统整体转换为空洞，涉及狭窄的参数窗口 ΔD = 0.1。这些发现确立了量子计算作为探测涌现众体现象工具的地位，揭示了无序系统复杂度的拓扑基础，对神经网络、优化与材料科学均有深远意义。