中國量子計算和量子模擬研究取得新突破

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、苑震生等與德國海德堡大學(xué)、意大利特倫托大學(xué)等聯(lián)合國際研究團隊，在超冷原子量子計算和模擬研究中取得新進展，實現(xiàn)了利用規(guī)模化量子體系求解復(fù)雜物理問題的重要突破。這一成果19日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

△示意圖

研究團隊開發(fā)了一種專用的量子計算機，通過操控束縛在其中的超冷原子，首次使用微觀量子調(diào)控手段在量子多體系統(tǒng)中驗證了描述電荷與電場關(guān)系的高斯定理。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉介紹：“實驗中在71個光晶格里面先裝進71個原子，然后把部分原子吹跑之后，還剩下36個原子，利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，就能模擬粒子與規(guī)范場之間的相互作用和轉(zhuǎn)化，如正反粒子湮滅產(chǎn)生光子的過程。”

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)苑震生教授介紹：“實驗顯示，用超冷原子形成的光晶格中的整體物理狀態(tài)，和高能物理中高能粒子碰撞產(chǎn)生新粒子的過程是相似的。這也是首次用量子模擬器來模擬高能物理中的復(fù)雜物理過程。”

《自然》雜志的審稿人對此工作給予了高度評價，認(rèn)為這項工作“是量子模擬方法研究晶格規(guī)范場的一個重要的里程碑”；“邁出了模擬晶格規(guī)范場理論的真正一步，從實現(xiàn)量子模擬器的模塊到對特定模型的完全模擬”。(總臺央視記者 帥俊全)