在 41 量子比特超导处理器上对拓扑零模的量子模拟

在含噪中等规模量子（NISQ）处理器上对不同奇异拓扑物相进行量子模拟正引起越来越大的兴趣。在此，我们开发了一个一维 43 量子比特超导量子处理器，命名为 Chuang-tzu，以模拟和表征涌现的拓扑态。通过工程化对角 Aubry-Andr$\acute{\mathrm{e}}$-Harper (AAH) 模型，我们实验演示了 Hofstadter 蝴蝶能谱。利用 Floquet 工程，我们验证了对角非对角 AAH 模型中拓扑零模的存在，这在以前从未被实验实现过。值得注意的是，我们量子处理器中超过 40 的量子比特数量足以从其复杂的能带结构中捕捉量子系统的实质性拓扑特征，包括 Dirac 点、能隙闭合、奇数与偶数站点的差异，以及边缘态与体态的区别。我们的结果确立了一种在 NISQ 时代探索量子拓扑系统的通用混合量子模拟方法。