斯格明子是一種拓撲穩定的場構型，它是由英國物理學家斯格明在1960年代提出的，他試圖用一種非線性的介子場理論來描述亞原子粒子。斯格明子的特點是它有一個整數的拓撲不變量，叫做斯格明數。斯格明數是一個度量場的扭曲程度的量，它只能通過量子躍遷而改變，而不能通過連續的變形而改變。這就意味著，斯格明子是一種穩定的場構型，它不能平滑地變成另一種拓撲不同的場構型。斯格明子的概念非常通用，它可以應用于各種物理系統，比如凝聚態物理、聲學、光學等。

在光學中，斯格明子是一種光束，它的光強分布呈現出旋轉對稱的環形，而它的偏振分布呈現出螺旋狀的旋轉。這種光束的拓撲不變量是它的拓撲電荷，它是一個度量光束的偏振旋轉次數的量。拓撲電荷的絕對值越大，光束的拓撲穩定性越強，它越不容易被散射或衍射而破壞。斯格明子光束可以用特殊的光學元件來產生，比如液晶屏或空間光調制器。斯格明子光束有許多潛在的應用，比如光學捕獲、光學通信、光學加密等。

但是，斯格明子光束都是局域的，即它們只存在于一個光子的場構型中。如果我們想要研究斯格明子的量子性質，我們就需要考慮非局域的斯格明子，即存在于多個光子的量子糾纏態中。最近發表在《自然光子學》的一篇論文，它報告了第一個非局域的斯格明子量子態，它是由兩個光子組成的，每個光子都是一個平面波，沒有任何拓撲結構。但是，當這兩個光子糾纏在一起時，它們的總波函數就具有了一個非零的拓撲電荷，它就是一個斯格明子。這種非局域的斯格明子量子態可以用一個特殊的光學裝置來制備和測量，它包括一個非線性晶體、一個偏振分束器、一個空間光調制器和一個單光子探測器。

這種非局域的斯格明子量子態有什么特別的呢？它的特別之處在于它的拓撲穩定性。我們知道，量子糾纏是一種非常脆弱的現象，它很容易受到環境的干擾而衰減。當量子糾纏衰減時，量子態的波函數會發生變化，它可能會變得更加混亂或更加簡單。但是，對于非局域的斯格明子量子態，它的波函數的變化是有限制的，它不能變成任意的形式，它只能變成另一個拓撲相同的斯格明子量子態。這就是說，這種量子態的拓撲不變量是一個守恒量，它不會因為糾纏衰減而改變。這種拓撲保護的機制，我們稱之為拓撲噪聲抑制，它使得非局域的斯格明子量子態對糾纏衰減有很強的抵抗能力，它可以保持其拓撲不變，直到糾纏完全消失為止。

這種拓撲噪聲抑制的機制是非常有趣的，它揭示了糾纏和拓撲之間的深刻聯系，它也為利用拓撲結構的量子態來創建和保護量子信息提供了一個有前景的途徑。我們可以想象，如果我們能夠制備和操作更多的非局域的斯格明子量子態，我們就可以構建出一種拓撲量子計算的模型，它可以利用拓撲不變量來編碼和處理量子信息，而不受糾纏衰減的影響。這種拓撲量子計算的模型可能會比現有的量子計算模型更加穩定和高效，它也可能會帶來一些新的量子算法和量子協議。當然，這還需要我們做更多的理論和實驗的研究，才能將這種想法變成現實。