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、拟器三明市某某国际贸易运营部姚星灿、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。首次三明市某某国际贸易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】相关文章
2024年9月2日新房成交191套、二手房511套;涨价房源104套
根据北京市住房和城乡建设委员会数据显示,2024年09月02日北京新建商品房成交191套,较昨日增加47套,环比上涨32.6%。近一周北京新建商品房日均成交304套。09月02日单日成交191套,低于2024-09-17- 全球资金正持续涌入中国股市。近期,外资对中国资产的配置意愿强烈。一方面,五一前后的几个交易日,北向资金均出现了大幅度的净流入。4月26日,北向资金大幅净流入224.49亿元,刷新净流入纪录,创下陆港通2024-09-17
哈马斯同意的停火协议草案内容曝光:分三阶段执行,每个阶段持续42天
据央视新闻,当地时间5月6日,据半岛电视台披露,由埃及、卡塔尔等斡旋方提出、并得到巴勒斯坦伊斯兰抵抗运动哈马斯)同意的加沙地带停火协议草案,将分三阶段执行。每个阶段持续42天。 第一阶段,冲突双2024-09-17- 继陕西之后,再有省份的“戎装常委”调整—— 据《广西日报》5月6日消息,中央批准,庄革同志任广西壮族自治区党委委员、常委。 1月25日,庄革出席广西军区党委十三届二次全体扩大)会议 公开报道2024-09-17
- 穿衣就是不断的进行筛选的过程,每个人都要找到多款适合自己的服装,后续呈现出来的造型才最为和谐。女人会不会穿衣区别真的很大,那些很会穿衣的女性,她们懂得利用最为妥当的单品,让自己的形象更加的出色,让自己2024-09-17
科普中国智库专题活动|“科普与发展新质生产力”专家研讨会在京举办
近日,第31期科普中国智库专题活动——“科普与发展新质生产力”专家研讨会在京举办。研讨会由中国科普研究所党委书记、所长、研究员王挺主持,中国科普研究所党委副书记胡富梅、副所长张利洁及相关处室负责2024-09-17
最新评论