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、拟器湛江市某某建筑工程客服中心姚星灿、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。首次湛江市某某建筑工程客服中心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
- 原标题:中外嘉宾共话推动构建网络空间命运共同体迈向新阶段) 新华社北京9月3日电记者王思北)世界互联网大会国际组织3日在北京召开推动构建网络空间命运共同体迈向新阶2024-09-08
- 据巴勒斯坦通讯社当地时间11日报道,以色列军队当天密集轰炸加沙地带多个地区,造成至少35人死亡。 报道说,以军11日轰炸加沙地带南部城市拉法多个地区,目前已有13名死者被送往当地医院。加沙地带中2024-09-08
55岁邓文迪闪耀MetGala,中规中矩却也点题,圆润的大女儿相伴
当地时间5月6日晚,邓文迪在社交媒体上分享了一张华丽的照片,是她和大女儿格蕾丝·默多克的合影,母女俩看上去都很夺目。像往年一样,5月的第一个星期一对于邓文迪来说,是个注定要盛装面对镜头的日子。今年的大2024-09-08- IT之家 9 月 3 日消息,美国国家航空航天局NASA)周一在一份声明中表示,已确认从波音公司的星际客机Starliner)宇宙飞船传出的神秘“脉冲声”是扬声器“反馈”所致,该飞船仍计划于周五返回地2024-09-08
- 在五六十岁这个年龄段,我们对于穿着的追求已经从单纯的时尚转向了舒适与优雅,然而,许多女性在这个阶段仍然面临如何搭配服装的困扰,往往陷入两个极端:要么选择过于休闲的服饰显得不够正式,要么选择老年装显得过2024-09-08
最新评论