新加坡国立大学 (NUS) 的研究人员利用数字量子计算机成功模拟了高阶拓扑 (HOT) 晶格，精度达到了前所未有的水平。这些复杂的晶格结构可以帮助我们理解在各种技术应用中备受追捧的具有稳健量子态的先进量子材料。

物质的拓扑状态及其 HOT 对应物的研究引起了物理学家和工程师的极大关注。这种强烈兴趣源于拓扑绝缘体的发现——一种仅在表面或边缘导电而内部保持绝缘的材料。

由于拓扑结构独特的数学性质，沿边缘流动的电子不会受到材料中存在的任何缺陷或变形的阻碍。因此，由此类拓扑材料制成的设备在更强大的传输或信号传输技术方面具有巨大潜力。

由新加坡国立大学物理系助理教授 Lee Ching Hua 领导的研究小组利用多体量子相互作用，开发出一种可扩展的方法，将代表实际拓扑材料的大型高维 HOT 晶格编码到当今数字量子计算机中的简单自旋链中。他们的方法充分利用了量子计算机量子比特可以存储的指数级信息量，同时以抗噪声的方式最大限度地降低了量子计算资源需求。

此项进展为利用数字量子计算机模拟先进量子材料开辟了新方向，从而释放了拓扑材料工程的新潜力。该项研究成果已发表在《自然通讯》杂志上。