其優勢(shi)包括(kuo)：無需外(wai)磁場(chang)，通過變換耦合形(xing)式即可構造出等效人工規范場(chang)；通過對系(xi)統進(jin)(jin)行(xing)高精度可尋址的(de)(de)操控，可實(shi)現對高集成度量(liang)子(zi)系(xi)統微觀性質的(de)(de)全面測量(liang)，并加以(yi)進(jin)(jin)一步(bu)可控的(de)(de)利用。這類技(ji)術被稱(cheng)為量(liang)子(zi)模(mo)擬(ni)，是“第二次量(liang)子(zi)革(ge)命”的(de)(de)重要內容，有望在(zai)近期應用于模(mo)擬(ni)經典計算(suan)困難的(de)(de)量(liang)子(zi)系(xi)統并達到(dao)“量(liang)子(zi)計算(suan)優越性”。

　　此前，國際上已經基(ji)于(yu)其開展了(le)一些(xie)合成拓(tuo)撲(pu)物態、研(yan)究拓(tuo)撲(pu)性質的量(liang)子模擬(ni)工作。然而，由于(yu)以往系統中耦合形式和(he)非線性強度(du)的限制，人們一直未能在二維晶(jing)格(ge)中為光子構建(jian)人工規(gui)范場。

　　為解決這一(yi)(yi)重大挑(tiao)戰，科研團(tuan)隊(dui)在國際(ji)上(shang)自(zi)主研發并命名了(le)一(yi)(yi)種新型(xing)超導(dao)量子(zi)(zi)(zi)比特(te)Plasmonium，打破了(le)目前主流(liu)的Transmon（傳輸子(zi)(zi)(zi)型(xing)）量子(zi)(zi)(zi)比特(te)相(xiang)干性與非簡諧性之間的制約，用更高(gao)的非簡諧性提(ti)供了(le)光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)間更強(qiang)的排斥作(zuo)用。進(jin)一(yi)(yi)步，團(tuan)隊(dui)通(tong)過交流(liu)耦合的方式構造出作(zuo)用于光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)的等效磁(ci)場(chang)，使光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)繞晶格(ge)的流(liu)動(dong)可積累Berry（貝里(li)）相(xiang)位，解決了(le)實現光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)分(fen)數量子(zi)(zi)(zi)反常霍爾(er)效應的兩個關鍵難題。

　　“這樣的(de)人(ren)造系統具(ju)有可尋址、單(dan)點位獨(du)立控(kong)制和讀取，以(yi)及(ji)可編(bian)程性強(qiang)的(de)優勢，為(wei)實驗觀測和操縱提供了新的(de)手段。”陸朝(chao)陽說。

　　在該項(xiang)工作中，研究人員觀測(ce)到了(le)分數量子霍(huo)(huo)爾(er)態獨(du)有的(de)拓撲關聯(lian)性(xing)質，驗(yan)證了(le)該系統(tong)的(de)分數霍(huo)(huo)爾(er)電導。同時，他(ta)們通(tong)過引(yin)入局域勢(shi)場(chang)的(de)方(fang)法，跟蹤了(le)準粒子的(de)產(chan)生(sheng)過程，證實(shi)了(le)準粒子的(de)不(bu)可壓縮(suo)性(xing)質。

　　《科學》雜(za)志(zhi)審稿人(ren)高度(du)評(ping)價這(zhe)一(yi)(yi)工作，認為(wei)這(zhe)一(yi)(yi)工作“是(shi)利用(yong)(yong)相互作用(yong)(yong)光子(zi)進行量子(zi)模擬的(de)重大進展”。諾貝爾物(wu)理(li)學獎(jiang)得主弗朗(lang)克(ke)·維爾切克(ke)評(ping)價，這(zhe)種“自底而(er)上”、用(yong)(yong)人(ren)造原(yuan)子(zi)構建哈(ha)密(mi)頓量的(de)途徑(jing)是(shi)一(yi)(yi)個(ge)“非常有前途的(de)想(xiang)法”，這(zhe)是(shi)一(yi)(yi)個(ge)令人(ren)印象深(shen)刻的(de)實驗(yan)，為(wei)基于任(ren)意子(zi)的(de)量子(zi)信息處理(li)邁出了(le)重要一(yi)(yi)步。