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、拟器鄂州市某某超声设备运营部姚星灿、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。首次鄂州市某某超声设备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”。
【纠错】![](https://www.news.cn/images/syicon/space.gif)
(责任编辑:时尚)
- 来北京的领导人中,有一位特殊的客人
- 北京昌平开展扬尘治理工作
- 北京海关缉私局连破两起走私烟草案
- 男子点燃杨柳絮引发火灾 被北京通州警方行政拘留
- 烂苹果进了果汁厂?市监局再回应:抽检合格
- 北京假期后开工首日阴天在线 西南部山区有小阵雨
- 北京交警:下午这些路段通行压力将尤为突出
- 上海一员工一年内因迟到被扣20万元工资,法院:扣太多了
- “秦汉胡同”大规模闭店,监管账户竟形同虚设!记者调查
- 大四女生五天登五岳:是体育生,曾单人18天骑行1200公里
- 亚美尼亚称不参与集安组织年度预算批准和拨款工作
- 毕业生档案被寄丢!快递公司赔2.5万元
- 坐游船 看露天电影 赏传统戏曲 这是水韵古村里的美好夜生活
- 12年来再次四大皆空,拜仁把应聘者都吓跑了?
- 美航天器两年前的撞击测试,或将形成百年流星雨!
- 毕业生档案被寄丢!快递公司赔2.5万元
- 北京海淀大悦城项目计划本月完工
- 静安戏剧谷|香港绿叶剧团用武打肢体剧讲述江湖传奇
- 中指研究院:8月百城二手房价格继续下行
- 大四女生五天登五岳:是体育生,曾单人18天骑行1200公里
- 中法两军在华举行防务战略磋商 views+
- 韩军时隔7年重启西北岛屿海上炮击训练 views+
- 黎真主党称对以军多个基地及军营发动袭击 views+
- 离职员工遭“职场霸凌”?华熙生物:恶意炒作 views+
- 学霸的学习习惯,为何总是那么高效? views+
- 孩子果然是未来…… views+
- 加大改革力度 确保人民群众从改革中获益 views+
- 心火、肝火、胃火……中医教你降五脏之火! views+
- 菲律宾军方与叛军组织发生交火 10人死亡 views+
- 40人小班教学、博士带实验课……成都这所新派学校今年高一首招200人 views+