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、拟器咸宁市某某路桥科技运营部姚星灿、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。首次咸宁市某某路桥科技运营部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”。
- 最近发表
- 随机阅读
-
- 中美举行第18次国防部工作会晤
- 6件生活小事,直接影响你的健康|全民健康生活方式日
- “没断奶别来学校报到”,大一新生家长联系导员,导员发长文怒怼
- 美国密西西比州发生一起巴士翻车事故 致7人死亡
- 【青春华章】巍巍南开·肇始
- 人大附中经开区学校校长王教凯:铭心强国,守朴抱真|开学致辞
- 巴黎残奥会开幕,“中国红”亮相!成龙参与火炬传递
- 所罗门群岛发生6.4级地震
- 传递真相!这些铁证揭开侵华日军的滔天罪行
- 中新健康|国家医保局曝光:全国多家医院“给男性患者做妇科类诊疗”
- 在成熟高效的利物浦面前,滕哈赫和曼联的新衣被扒了个精光
- 时隔5年,土耳其外长受邀参加欧盟外长非正式会议
- 苏丹中部一村庄遭炮击 至少40人死亡
- 萨尔瓦多近海发生6.1级地震 无海啸风险
- “没断奶别来学校报到”,大一新生家长联系导员,导员发长文怒怼
- 韩国华城火灾事故电池工厂代表等责任人被批捕
- 约旦首相哈苏奈提交辞呈
- 美股收评:三大指数集体下跌,热门科技股普跌
- 靳东任中国煤矿文工团团长后首次亮相
- 泽连斯基称乌东部战局“极其艰难”
- 搜索
-