超越经典计算机的量子模拟器首次构建
我要评论记者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、拟器鄂州市某某食品机械教育中心姚星灿、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。首次鄂州市某某食品机械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】
相关文章
8月29日，随着中国国际航空公司和中国南方航空公司两架C919飞机先后平稳降落，中国民航将进入三大航司同时运营C919的新阶段。国是直通车兵分两路：一路从上海乘坐C919至北京，深度体验国航C919的2024-09-17
北京时间8月7日，巴黎奥运会速度攀岩决赛中，面对实力强大的波兰选手米洛斯瓦夫，中国选手邓丽娟以6.18秒的成绩拿下了银牌，而世界纪录保持者米洛斯瓦夫继续保持良好状态以6.10秒夺冠。 8月5日，2024-09-17
澎湃新闻据中央纪委国家监委网站不完全统计，在刚刚过去的7月，金融系统至少有12人被查，全部为中央一级党和国家机关、国企和金融单位干部。7月金融系统被查干部 澎湃新闻整理 从金融机构看，被查的122024-09-17
01:08六盘山国家森林公园地处宁夏固原市泾源县，森林覆盖率达80%以上，是西北重要的水源涵养林基地。森林公园景色秀美、气候凉爽，夏季平均气温只有18℃，成为游客“清凉避暑游”的热门打卡地。记者：毛竹2024-09-17
合肥一家长疑似设局，举报中学老师收家长贵重礼物，官方介入调查
尊师重教是中华民族的传统美德，古时便有“束脩之礼”，学生将猪肉和芹菜送给老师感激老师的教导之恩。现在生活水平好了，学生回馈老师的方式多了，却越来越重视礼物的价值忽视了礼物蕴含的意义，不仅给家长造成了经2024-09-17
第二轮双一流大学名单中，有7所大学新入选双一流建设高校，分别为南方科技大学、华南农业大学、广州医科大学、上海科技大学、湘潭大学、南京医科大学、山西大学。这7所新增的双一流建设高校可谓吸引了众多考生的目2024-09-17
最新评论