中国科学技(ji)术大学(下称“中国科大”)潘建伟、陈宇翱、姚星灿、邓友金等人(ren)近日成功(gong)构建了超越经典计(ji)算机的“天元(yuan)”量(liang)子模拟(ni)器，率先取得量(liang)子计(ji)算第二阶段里程碑式进展(zhan)。

“天元(yuan)”量(liang)子模拟(ni)器是首次实现超越经典计(ji)算机的费米子哈伯(bo)德(de)模型的超冷原子量(liang)子模拟(ni)器。相关研究成果于(yu)7月10日在线发表在国际学术期刊《自然》(Nature)上。

国际学术界为量(liang)子计(ji)算的发展(zhan)设定了三个阶段。陈宇翱教授介(jie)绍，随着美国谷歌(ge)公(gong)司“悬铃木”以及中国科大“九(jiu)章”系列、“祖冲之号”系列量(liang)子计(ji)算原型机的实现，“量(liang)子计(ji)算优越性”的第一阶段目标已经达到。

“实现专用量(liang)子模拟(ni)机以求解诸如(ru)费米子哈伯(bo)德(de)模型这一类重(zhong)要科学问题是第二阶段，也是当前的主要研究目标。”陈宇翱说，因此构建量(liang)子模拟(ni)器验证包括掺杂条件(jian)下的反铁磁相变，是实现能够求解费米子哈伯(bo)德(de)模型的专用量(liang)子模拟(ni)机的第一步(bu)。在量(liang)子纠错的辅助下实现通用容错量(liang)子计(ji)算机则是第三阶段目标。

“光晶(jing)格中的超冷原子具有诸多优势，是最有希望(wang)构建专用量(liang)子模拟(ni)机以求解费米子哈伯(bo)德(de)模型的体系之一。”姚星灿教授说，以往实验中光晶(jing)格强度的非均匀性和(he)费米原子制冷存在的困(kun)难，使得反铁磁相变一直(zhi)无(wu)法实现。

为了解决这些难题，研究团队(dui)在前期研究基础上，进一步(bu)发展(zhan)了平顶光晶(jing)格技(ji)术，并通过精确调控相互作用强度、温度和(he)掺杂浓度，直(zhi)接观察到确凿证据，从而首次验证了费米子哈伯(bo)德(de)模型包括掺杂条件(jian)下的反铁磁相变。

据介(jie)绍，该工作首次展(zhan)现了量(liang)子模拟(ni)在解决经典计(ji)算机无(wu)法胜任的重(zhong)要科学问题上的巨大优势。

文/吴兰

（中国新闻网(wang)）