超越经典计算机的量子模拟器首次构建
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、拟器日照市某某过滤器制造客服中心姚星灿、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。首次日照市某某过滤器制造客服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】- ·福建舰、山东舰的两个相同点
- ·五十多岁女人穿什么?这些秋后的穿搭秘籍,不仅显年轻还洋气
- ·罚球占优但命中率一般!中国男篮半场13罚8中&对手4罚2中
- ·罗马诺:尤里奇将与罗马签1+1合同,若进欧冠则可激活续约选项
- ·A股重要调整,明起实施
- ·《流水迢迢》多元素碰撞,武侠权谋虐恋全都有了,越看越上头
- ·24岁李盈莹递交退役申请?全锦赛的确没报名 三天前在南京做康复
- ·能否出场?巴萨小将吉列和托尼
- ·关于草莓这些“传言”是真的吗
- ·西媒:巴萨在和乌奈
- ·邱淑贞23岁女儿担心自己嫁不出去,只信一见钟情,追求者全被拒绝
- ·等你到40岁不要穿显老的“阿姨装”,试试这样穿,减龄又气质
- ·意外!学生投诉:学校强制大课间跑操,要求禁止下午大课间跑操
- ·男篮半场惜败尤文图特!仅靠杨瀚森+3后卫,朱俊龙可行,3人毒瘤
- ·周星驰御用配音石班瑜去世,一个月前才刚当外公,周星驰发文悼念
- ·误解了张信哲了!历经这3件事后,57岁他终活成了“人间清醒”
