本报讯（记者 孟婧 通讯员 翟梦杰）日前，记者从东南大学物理学院获悉，该院薛鹏教授团队首次在开放系统中实验实现宇称-时间对称的量子行走，并观测到新型一维拓扑保护边界态，为基于量子行走平台实现量子计算提供了新的依据。该研究成果在线发表于国际著名学术期刊Nature Physics。
在量子物理学领域，宇称-时间对称、量子行走、拓扑保护边界态是近年来最受关注的三个方向。宇称-时间对称性扩展了传统量子力学的框架，量子行走则提供一个普适的量子信息处理平台，广泛应用于量子计算和量子模拟。拓扑保护边界态是由于整体拓扑效应所导致的全新态，它的发现拓宽了人们对物态的认识，而其最激动人心的应用之一，就是实现具有强大容错能力的拓扑量子计算。
该团队着眼于这三个研究方向中最本质和关键的问题，将之有机结合，利用量子光源和线性光学体系首次实现了开放系统中具有宇称-时间对称性的量子行走，通过对量子行走的参数的控制，观测到新型一维拓扑保护边界态，并证明了其对于扰动和无序失调的鲁棒性。
据了解，该项成果有助于进一步理解开放系统的拓扑性质。对基于宇称-时间对称量子行走中新奇的物理现象的研究，未来有望以此开发新型的具有量子特性的光调控器件。这是薛鹏教授团队继利用量子行走实现量子通信，量子模拟及量子计量的实验研究方面取得的又一重大进展，为基于量子行走平台实现量子计算提供新的依据，为探索拓扑量子计算开辟了新途径。
该论文的理论合作者为中国科学技术大学的易为教授，日本北海道大学的Hideaki Obuse教授及加拿大卡尔加里大学的Barry C. Sanders教授。论文第一作者为薛鹏教授指导的博士生，薛鹏是该论文的通信作者。上述研究得到了国家自然科学基金和江苏省杰出青年基金的支持。