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  2020, 11. 19  Edit this Page


中德義合作開發出專用量子計算機
對量子電動力學方程施溫格模型進行了成功模擬


【本報綜合外電報導】19日中國科學院稱,中國科學技術大學教授潘建偉、苑震生等與德國海德堡大學、義大利特倫托大學的合作者,最新在量子計算和量子模擬研究獲重要突破:他們開發出一種專用的量子計算機——71個格點的超冷原子光晶格量子模擬器,對量子電動力學方程施溫格模型進行了成功模擬。

這一量子計算和量子模擬研究領域重要科研成果論文,11月19日淩晨獲國際著名學術期刊《自然》在線發表,中德義科學家通過操控束縛在其中的超冷原子,從實驗上觀測到局域規範不變量,首次使用微觀量子調控手段在量子多體系統中驗證了描述電荷與電場關係的高斯定理,從而取得利用規模化量子計算和量子模擬方法求解複雜物理問題的重要突破。

苑震生教授介紹說,為解決以往的量子模擬器中相干調控的粒子數太少和無法同時產生規範場、物質場的兩個主要問題,中國科大研究團隊開發出獨特的自旋依賴超晶格、顯微鏡吸收成像、粒子數分辨探測等量子調控和測量技術,在超冷原子量子模擬器中實驗製備了近百個原子級別的規模化量子模擬器,並通過與德義同行合作開展實驗上的精確調控,在71個格點的超冷原子量子模擬器上模擬了一維格點體系的施溫格模型,首次模擬出規範場與物質場之間的相互作用和轉化,並由此觀測到局域規範不變性(驗證了高斯定理),從而在使用規模化的量子模擬器求解複雜物理問題的道路上取得突破性的進展。

《自然》審稿人評價認為,這項研究工作“是量子模擬方法研究晶格規範場的一個重要的里程碑”“該工作同時模擬了物質場和規範場,是相關交叉學科研究的里程碑”“邁出了模擬晶格規範場理論的真正一步:從實現量子模擬器的模塊到對特定模型的完全模擬”。


↑示意圖:規範場理論描述基本粒子之間的相互作用、產生和湮滅過程,這一過程可以用晶格中超冷原子之間的相互作用及其在晶格中的排布模式來模擬(中國科大研究團隊供圖)









 

 
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