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合肥7月11日電 (記者 吳蘭)中國科學技術大學(下稱“中國科大”)潘建偉、陳宇翺、姚星燦、鄧友金等人近日成功構建了超越經典計算機的“天元”量子模拟器,率先取得量子計算第二階段裡程碑式進展。
“天元”量子模拟器是首次實現超越經典計算機的費米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器。相關研究成果于7月10日在線發表在國際學術期刊《自然》(Nature)上。
國際學術界為量子計算的發展設定了三個階段。陳宇翺教授介紹,随着美國谷歌公司“懸鈴木”以及中國科大“九章”系列、“祖沖之号”系列量子計算原型機的實現,“量子計算優越性”的第一階段目标已經達到。
“實現專用量子模拟機以求解諸如費米子哈伯德模型這一類重要科學問題是第二階段,也是當前的主要研究目标。”陳宇翺說,因此構建量子模拟器驗證包括摻雜條件下的反鐵磁相變,是實現能夠求解費米子哈伯德模型的專用量子模拟機的第一步。在量子糾錯的輔助下實現通用容錯量子計算機則是第三階段目标。
“光晶格中的超冷原子具有諸多優勢,是最有希望構建專用量子模拟機以求解費米子哈伯德模型的體系之一。”姚星燦教授說,以往實驗中光晶格強度的非均勻性和費米原子制冷存在的困難,使得反鐵磁相變一直無法實現。
為了解決這些難題,研究團隊在前期研究基礎上,進一步發展了平頂光晶格技術,并通過精确調控相互作用強度、溫度和摻雜濃度,直接觀察到确鑿證據,從而首次驗證了費米子哈伯德模型包括摻雜條件下的反鐵磁相變。
據介紹,該工作首次展現了量子模拟在解決經典計算機無法勝任的重要科學問題上的巨大優勢。(完)
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