用于多体拓扑不变量与马约拉纳零模的量子线路算法

物质的拓扑态是构建容错量子计算机极具前景的资源，有望突破当前含噪中等规模量子设备的局限。为实现这一进展，在实际量子计算平台上深入理解拓扑现象至关重要。然而，现有的用于考察拓扑性质的量子线路算法仍然有限。在此我们提出三种量子线路算法，分别用于 (i) 在指定宇称子空间内确定基态，(ii) 识别多体拓扑不变量，以及 (iii) 可视化零能边缘模。我们以相互作用的 Kitaev 链（一维拓扑超导体的典型模型）为例说明了这些算法。这些方法具有通用性，可推广至一维以外的各类拓扑态，包括高维系统中的拓扑态。