您现在的位置是:探索 >>正文
超越经典计算机的量子模拟器首次构建
探索46397人已围观
简介 记者10日从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、陈宇翱、姚星灿、邓友金等人成功构建了求解费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器,以超越经典计算机的模拟能力,首次验证了该体系中的反铁磁相变。相关研究成 ...
记者10日从中国科学技术大学获悉,经典计算机该校潘建伟、量模陈宇翱、拟器哈尔滨市某某建筑工程教育中心姚星灿、首次邓友金等人成功构建了求解费米子哈伯德模型的构建超冷原子量子模拟器,以超越经典计算机的经典计算机模拟能力,首次验证了该体系中的量模反铁磁相变。相关研究成果于10日在线发表在国际学术期刊《自然》上。拟器
图为“天元”量子模拟器示意。首次哈尔滨市某某建筑工程教育中心红色和蓝色的构建小球分别代表自旋相反的原子,它们在三维空间交错排列,经典计算机形成了反铁磁晶体。量模原子被光晶格囚禁在玻璃真空腔中。拟器制图:陈磊
国际学术界为量子计算的首次发展设定了三个阶段:一是实现“量子计算优越性”,这一里程碑目前已达到;二是构建实现专用量子模拟机以求解诸如费米子哈伯德模型这一类重要科学问题,这是当前的主要研究目标;三是在量子纠错的辅助下实现通用容错量子计算机。
费米子哈伯德模型是晶格中电子运动规律的最简化模型,被认为是可能描述高温超导材料的代表性模型之一,理论上仅能够明确无掺杂条件下系统的低温状态是反铁磁态。由于系统的复杂性,不仅反铁磁态从未得以实验验证,而且掺杂条件下的系统状态已经无法通过经典超级计算机进行准确数值模拟。因此,构建量子模拟器验证包括掺杂条件下的反铁磁相变,是实现能够求解费米子哈伯德模型的专用量子模拟机关键的第一步。
在前期工作基础上,研究团队进一步降低了盒型光势阱的强度噪声,并结合机器学习优化技术实现了最低温度的均匀费米简并气体制备,满足了实现反铁磁相变所需要的低温。他们创造性地将盒型光势阱和平顶光晶格技术相结合,实现了空间均匀的费米子哈伯德体系的绝热制备。通过精确调控相互作用强度、温度和掺杂浓度,研究团队直接观察到了反铁磁相变的确凿证据——自旋结构因子在相变点附近呈现幂律的临界发散现象,从而首次验证了费米子哈伯德模型包括掺杂条件下的反铁磁相变。
陈宇翱表示,他们首次展现了量子模拟在解决重要科学问题上的巨大优势。《自然》审稿人高度评价该成果:“有望成为现代科技的里程碑和重大突破”“标志着该领域向前迈出了重要的一步”。
【纠错】Tags:
上一篇:林诗栋进男单决赛
相关文章
建设标准计量体系 完善碳排放“度量衡”
探索日前,由国家发展改革委、市场监管总局、生态环境部联合印发的《关于进一步强化碳达峰碳中和标准计量体系建设行动方案2024—2025年)》以下简称《方案》)正式发布。 计量是国家质量基础设施的重要内容, ...
【探索】
阅读更多盛阅春当选武汉市市长
探索6月24日下午,武汉市第十五届人民代表大会第四次会议举行第二次全体会议。经大会投票选举,盛阅春当选武汉市市长。 ...
【探索】
阅读更多命犯补时,一曲肝肠断,欧陆从此再无“魔笛”
探索死亡之组收官日,领先了97分钟的克罗地亚,在胜利大逃亡行将上演的当口,猝然抛锚。当扎卡尼的弧线球从全无反应的利瓦科维奇身边飞入球网时,整场都在奋力奔跑、争顶和对抗的格子军团,瞬间被定了格。而此前被换下 ...
【探索】
阅读更多