優質作者名單
Scormion 是一種拓撲穩定的場配置，由英國物理學家 Scommin 在 1960 年代提出，他試圖用非線性介子場論來描述亞原子粒子。 sigmin 的特點是它具有稱為 sgmin 數的整數的拓撲不變數。 Scormin數是場失真程度的量度，它只能通過量子躍遷來改變，而不能通過連續的變形來改變。 這意味著 sigmions 是乙個穩定的場配置，它不能平滑地轉換為另乙個拓撲不同的場配置。 sigmions的概念非常籠統，可以應用於各種物理系統，如凝聚態物理、聲學、光學等。
在光學中，sgramon 是一束光，其強度分布呈現旋轉對稱環，而其偏振分布呈現螺旋旋轉。 這種光束的拓撲不變數是它的拓撲電荷，它是光束偏振旋轉次數的量度。 拓撲電荷的絕對值越大，光束的拓撲穩定性越強，越不容易被散射或衍射破壞。 Sgormite 光束可以用特殊的光學元件產生，例如液晶螢幕或空間光調製器。 Φ形光束有許多潛在的應用，例如光捕獲、光通訊、光加密等。
然而，sgramon 光束都是局域化的，即它們只存在於乙個光子的場配置中。 如果我們想研究 sigmions 的量子性質，我們需要考慮非局域 sgormions，即存在於多個光子中的量子糾纏態。 最近發表在《自然光子學》上的一篇文章報道了第乙個非局域的Scormion量子態，它由兩個光子組成，每個光子都是乙個沒有任何拓撲結構的平面波。 然而，當這兩個光子糾纏在一起時，它們的總波函式具有非零拓撲電荷，即 sigmion。 這種非局域的sigmite量子態可以用一種特殊的光學裝置來製備和測量，該光學裝置包括乙個非線性晶體、乙個偏振分束器、乙個空間光調製器和乙個單光子探測器。
這種非局域Scommion量子態有什麼特別之處？ 它的特別之處在於它的拓撲穩定性。 我們知道，量子糾纏是一種非常脆弱的現象，很容易被環境干擾所減弱。 當量子糾纏衰減時，量子態的波函式會發生變化，它可能會變得更加混亂或更簡單。 然而，對於乙個非局域的Scommin量子態，其波函式的變化是有限制的，它不能變成任意形式，它只能成為另乙個具有相同拓撲結構的Scormin量子態。 也就是說，這個量子態的拓撲不變數是乙個守恆量，它不會因糾纏衰減而改變。 這種拓撲保護機制，我們稱之為拓撲雜訊抑制，使得非局域Scormion量子態對糾纏衰減具有很強的抵抗力，並且可以保持其拓撲結構不變，直到糾纏完全消失。
這種拓撲雜訊抑制機制非常有趣，揭示了糾纏和拓撲之間的深層聯絡，也為利用拓撲量子態建立和保護量子資訊提供了一種很有前途的方法。 我們可以想象，如果我們能夠準備和操縱更多的非局域斯格拉蒙量子態，我們就可以建立乙個拓撲量子計算模型，該模型可以使用拓撲不變數來編碼和處理量子資訊，而不會受到糾纏衰減的影響。 這種拓撲量子計算模型可能比現有的量子計算模型更穩定、更高效，也可能帶來一些新的量子演算法和量子協議。 當然，這需要我們做更多的理論和實驗研究，才能把這個想法變成現實。