我國科學(xué)家首次實(shí)現超越經(jīng)典計算機的超冷原子量子模擬器

2024/7/11 9:23:45    來(lái)源：新華社CNML文字

　　新華社合肥7月10日電 探明高溫超導的機理，進(jìn)而研制出性能強大的新材料，是現代物理學(xué)的重大課題。近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陳宇翱、姚星燦、鄧友金等人成功構建求解費米子哈伯德模型的超冷原子量子模擬器，以超越經(jīng)典計算機的模擬能力首次驗證了該體系中的反鐵磁相變，朝著(zhù)獲得該模型低溫相圖、理解量子磁性在高溫超導機理中作用邁出重要一步。國際學(xué)術(shù)期刊《自然》7月10日發(fā)表了該成果。

　　超導，指材料在低于某一溫度時(shí)，電阻變?yōu)榱愕默F象。電阻為零的超導體，在電力輸運、信息技術(shù)、生物醫藥、交通運輸等領(lǐng)域存在巨大應用價(jià)值。但是，以高溫超導為代表的新材料，其深層次機理尚未闡明，難以規�；�生產(chǎn)和應用。

　　物理學(xué)家約翰·哈伯德提出的費米子哈伯德模型，是描述高溫超導材料的代表性物理模型之一。但它的求解難度極高，即使是超級計算機也難以進(jìn)行有效數值模擬。

　　量子計算提供了新解決方案�！皬奈⒂^(guān)層面看，世界上絕大部分材料都由原子或分子排列形成的晶格結構組成，而材料的性質(zhì)主要由晶格中的電子的運動(dòng)方式?jīng)Q定�！敝锌拼蠼淌谝π菭N說(shuō)，因此基于光晶格中的超冷原子體系構建量子模擬器，對費米子哈伯德模型進(jìn)行模擬和求解，不僅是理解高溫超導機理的有效途徑，也是量子計算研究的重大突破。

　　近期，中科大潘建偉團隊在前期實(shí)現盒型光勢阱中的均勻費米超流的基礎上，結合機器學(xué)習優(yōu)化技術(shù)實(shí)現最低溫度的均勻費米簡(jiǎn)并氣體制備，進(jìn)一步創(chuàng )新方法實(shí)現空間均勻的費米子哈伯德體系的絕熱制備。在此基礎上通過(guò)精確調控，直接觀(guān)察到了反鐵磁相變的確鑿證據——自旋結構因子在相變點(diǎn)附近呈現冪律的臨界發(fā)散現象。

　　這項研究為進(jìn)一步求解費米子哈伯德模型，獲取其低溫相圖以及更深入地理解高溫超導機理奠定基礎，也首次展現了量子模擬在解決經(jīng)典計算機無(wú)法勝任的重要科學(xué)問(wèn)題上的巨大優(yōu)勢。（記者徐海濤、戴威、賈稀荃）

相關(guān)信息： 我市開(kāi)展網(wǎng)絡(luò )餐飲服務(wù)專(zhuān)項治理行動(dòng) 首批地名文化遺產(chǎn)保護名錄申報認定工作啟動(dòng) 總編輯走基層·新質(zhì)生產(chǎn)力19城調研行⑭ | 三門(mén)峽：材料新城… 總編輯走基層·新質(zhì)生產(chǎn)力19城調研行⑮ | 焦作：產(chǎn)業(yè)“老樹(shù)… 【新時(shí)代中部崛起看河南】走進(jìn)溫縣小麥博物館 探秘“溫麥”良種的… 一款新藥看科技成果賦權改革丨新思想引領(lǐng)新時(shí)代改革開(kāi)放 農民喜售糧 小麥盡歸倉——河南安徽山東三省小麥收儲一線(xiàn)見(jiàn)聞 河南：全力排澇除漬 恢復生產(chǎn)生活 河南�？h古城被淹？謠言！

	焦作網(wǎng)免責聲明：
① 本網(wǎng)所有稿件，未經(jīng)許可不得轉載。 ② 轉載稿件不代表本網(wǎng)觀(guān)點(diǎn)，如有異議請聯(lián)系我們即可處理。 ③ 刊發(fā)、轉載的稿件，作者可聯(lián)系本網(wǎng)申領(lǐng)稿酬。