在量子多体物理学领域 ，研究人员传统上会提出一个特定问题 ：给定一个特定的相互作用粒子系统 ，会出现哪些量子相 ？但在过去几年 ，注意力开始转向反向问题 ：给定一个特定的量子相 ，哪些系统能产生它 ？如今 ，德国斯图加特大学的尼古拉·朗及其同事在回答该问题上取得了进展 。在他们的理论工作中 ，展示了如何将简单原子系统诱导至预定的拓扑有序量子相 ，这是一种在量子计算中有潜在应用的奇异状态 。
研究人员考虑了原子阵列 ，其中每个原子都能自由放置 、精确控制 ，并经受实验上可行的两体相互作用 。具体而言 ，团队聚焦于二维和三维阵列 ，其中每个原子可以处于基态或激发态 。这些原子通过一种所谓的阻塞机制相互作用 ：当一个原子被激发时 ，它与附近原子的强范德华相互作用会使这些原子的能级发生足够偏移 ，从而阻止它们也被激发 。基态和激发态之间的均匀 、相干耦合使原子展现出量子动力学 。
作为示例 ，研究人员展示了这样的设置如何用于实现一种特定的 、备受追捧的拓扑有序量子相 ，即托里码 。他们考虑了一个二维原子阵列 ，并引入了一种特定对称性 ，使基态呈现出托里码 。研究人员指出 ，虽然该平台是理想化的 ，但仅依赖于物理上可实现的相互作用 ，这一因素可能有助于未来的实验实现 。