我们国家的科学家首次实现！

yuneu 互联网资讯 2024-07-12 62 0

国内科学家首次实现超冷原子量子模拟器，超越经典计算机

探索高温超导机制，进而开发出性能强大的新材料，是现代物理学的一大课题。近日，中国科技大学潘建伟、陈宇翱、姚星灿、邓友金等人成功构建超冷原子量子模拟器，求解费米子哈伯德模型。凭借超越经典计算机的模拟能力，该系统中的反铁磁变首次得到验证，为获得该模型的低温图像和理解量子磁性在高温超导机制中的作用迈出了重要的一步。7月10日，国际学术期刊《自然》发表了这一结果。

超导是指当材料低于一定温度时，电阻变为零的现象。电阻为零的超导体在电力运输、信息技术、生物医药、交通运输等领域具有很大的应用价值。但以高温超导为代表的新材料，其深层次机制尚未明确，难以大规模生产和应用。

物理学家约翰·哈伯德提出的费米子哈伯德模型是描述高温超导材料的代表性物理模型之一。然而，即使是超级计算机也很难找到解决方案。

量子计算提供了新的解决方案。“从微观层面来看，世界上大多数材料都是由原子或分子排列形成的晶格结构组成的，材料的性质主要由晶格中的电子运动模式决定。中国科学技术大学教授姚星灿表示，基于光晶格中的超冷原子系统构建量子模拟器，模拟和解决费米子哈伯德模型不仅是了解高温超导机制的有效途径，也是量子计算研究的重大突破。

近日，中国科学技术大学潘建伟团队结合机器学习优化技术，在前期实现盒型光势阱中均匀费米超流的基础上，实现了最低温度的均匀费米简化和气体制备，进一步创新了实现空间均匀的费米子哈伯德系统绝热制备的方法。在此基础上，通过精确的调控，可以直接观察到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。