AP量子快报（171）| 南洋理工大学申艺杰、西安交通大学张沛联合团队：受扰双光子通道中观测量子斯格明子的拓扑保护效应

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这是第171期“AP量子快报”，欢迎持续关注！

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摘要

• 新加坡南洋理工大学与西安交通大学在受扰双光子通道中观测量子斯格明子的拓扑保护效应

• 南京大学在声学平台观测无规则非厄米趋肤效应与弹道输运

• 中国科学院精密测量院与华中科技大学提出光场调控与磁场产生协同平面化的GMOT方案

• 中国科学技术大学首次实现真空涨落对超导的增强效应

• 美国国家科学基金会投资2.9亿美元，扩建量子研究院

• 新加坡理工大学与IBM共建量子安全中心，加速后量子迁移

• 美国Quantinuum公司获150万美元投资，扩建新墨西哥州量子研发枢纽

• 量子初创企业QpiAI在印度落成量子芯片代工厂

非局域的量子斯格明子可依托纠缠光子编码拓扑信息，但它在空间、偏振扰动下的拓扑不变量保存特性，仍缺少系统的实验验证。新加坡南洋理工大学申艺杰、西安交通大学张沛联合团队搭建双光子实验平台，分别引入振幅障碍物（有序扰动）与相位湍流（无序扰动）两类典型光学噪声；观测发现，随着扰动不断增强，双光子纠缠程度显著衰减，纠缠并发度持续下降，但表征拓扑属性的斯格明子数在实验误差范围内几乎保持不变。基于同伦映射理论，研究建立了测量子空间下等效位置依赖的偏振通道模型，揭示了该拓扑抗扰特性的内在机理，即只要重构得到的斯托克斯场保持连续无奇点，同时边界满足紧致化条件，斯格明子这一拓扑不变量就可得以保留。相关成果发表于Advanced Photonics 。

论文链接：

https://www.researching.cn/EN/HPArticle/AP-26-115503?type=en

无序通常会抑制波的传播。经典的Anderson局域中，无序可使本征态指数局域，并使波包传播逐渐停止；而在常规非厄米趋肤效应中，非互易耦合又会使大量本征态堆积到系统边界。南京大学钟家鑫团队在可编程声学晶格中实验实现了无规则非厄米趋肤效应，发现强烈的本征态局域可以与集合平均意义下的弹道输运共存，并揭示其由随机游走的极值统计支配，主导传播位置遵循普适的 Lévy-arcsine分布。每个晶格点由声学谐振腔、麦克风和扬声器构成，相邻腔体之间通过电声反馈建立可调耦合；通过设置反馈通道的增益和相位，可编程实现不同方向的非互易耦合以及大量无序样本。研究人员一方面逐点激发样品，并全场测量频率响应，获得格林函数矩阵并重构复能谱和本征态；另一方面利用约1.04 kHz的高斯调制声脉冲开展时域测量，直接记录波包传播。相关成果发表于Nature Communications 。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-026-76908-3

冷原子系统以其优异的操控和测量性能，广泛应用于量子精密测量、量子传感、量子计算等领域。中国科学院精密测量院刘小赤团队与华中科技大学张诚团队合作，提出了光场调控与磁场产生协同平面化的GMOT方案。团队将光束整形和偏振转换集成于单个超构表面，使该多功能超构表面可直接替代传统复杂的冷却光制备单元，极大简化了冷却光制备系统。在此基础上研究人员研制了与光栅芯片兼容的平面线圈芯片，用平面化结构替代传统磁场线圈从而大幅降低磁场部分功耗。通过平面光学与平面磁阱元件的协同集成，在更紧凑的空间和更低功耗下实现了87Rb原子的冷却与俘获；在相同入射光功率下，系统俘获原子数约为传统GMOT的3.5倍。相关成果发表于Science Advances 。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeg0219

真空并非真正意义上的“空无一物”，在量子电动力学里、根据海森堡不确定原理，其基态具有不可消除的零点能，伴随着虚粒子的不断产生与湮灭。中国科学技术大学曾长淦、程广珲团队首次利用暗腔实现了真空涨落增强超导。研究人员围绕腔体几何结构和特征频率、材料厚度、介电材料和金属条带等多个维度，开展了系统而严格的对照实验，有效排除了应变、材料退化、非均匀性以及金属屏蔽效应等常规因素的影响。实验发现，超导增强效应随暗腔特征频率呈现共振峰形依赖关系，这一与腔体光子学特征紧密相关的结果、为超导态与暗腔模式之间的耦合提供了有力的实验证据。相关成果发表于Nature 。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-11037-x

美国国家科学基金会将投入超过2.9亿美元的资金，对旗下8个“量子研究院”进行扩建升级。这些研究院覆盖量子传感、量子网络、量子计算、量子材料、量子人才培养等方向。本轮追加经费将用于扩大各研究院跨学科团队规模、增设工业合作试点项目、开放量子试验平台（面向中小企业）。

来源：

https://www.quantum.gov/news/?dps_paged=2

新加坡理工大学与IBM计划于2026年底设立量子安全中心，助力新加坡推进后量子时代网络安全转型。该中心将协助各类机构开展安全漏洞评估、落地抗量子密码方案，并为后量子网络安全领域储备专业人才。

来源：

https://www.singaporetech.edu.sg/news/singapore-institute-technology-and-ibm-aim-establish-quantum-safe-centre-addresses-post-quantum

美国Quantinuum公司大幅扩建其位于新墨西哥州阿尔伯克基的研发中心。该项目获得了州政府与市政府共计150万美元的联合资金支持，旨在加速推进先进量子技术的研究。

来源：

https://edd.newmexico.gov/press-releases/leading-quantum-computing-company-quantinuum-expands-in-albuquerque/

印度全栈量子AI初创企业QpiAI宣布在班加罗尔开设量子处理器制造厂；据悉，其现阶段可制造最高128个物理比特的倒装结构超导量子处理器，覆盖光刻、刻蚀、组装封装全流程，同时支持光子和半导体量子比特研发。工厂已投入2000~2500万美元，计划追加1000~1500万美元扩产，目标于2027年具备制造10000个物理量子比特处理器的能力。

来源：

https://quantumcomputingreport.com/qpiai-inaugurates-8-inch-quantum-chip-foundry-in-bengaluru-targeting-10000-qubit-qpus/

科学编辑 | 张强

编辑 | 徐睿

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