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中国科学家首次观察宇称时间 演化具有巨大挑战

中国科学家首次观察宇称时间 演化具有巨大挑战
2019-06-04 15:41:47 观察者网

    原标题:世界首次!中国科学家观察到宇称时间对称

    (观察者网讯)据观察者网6月4日从中国科学技术大学获悉,中国科学技术大学杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室研究团队建立了在量子系统中实现基于非厄米哈密顿量的量子调控普适理论,并通过对金刚石量子比特的高精度量子操控,首次在单自旋体系中观测到宇称时间对称性破缺。该研究成果以“Observation of parity-time symmetry breaking in a single spin system”为题,于5月31日在线发表在国际权威期刊《Science》上[Science 364, 878 (2019)]。

    实现对量子系统的调控是人类认识并利用微观世界规律的必然诉求,也是诸多前沿科学领域的核心要素。

    自旋作为一种重要的量子调控研究体系,在世界各国的量子计划中均被列为重点研究对象。

    开展单自旋量子调控研究有助于人们在更深层次上认识量子物理的基础科学问题,将有力推动基于量子力学原理的量子信息科学、量子精密测量、量子导航等诸多前沿学科研究。

    杜江峰研究组长期在固态自旋量子调控及应用方面进行研究,系统性提出了固态自旋量子调控实验方法新理念,并立足国内自主研制了一系列国际领先的自旋调控实验装备,在自制装备上系统性地发展了单自旋量子调控技术,把微观磁共振手段推广应用于物理、生物、化学等前沿科研中。

    本文是他们继实现世界最高精度的单自旋量子操控之后,将目标聚焦于如何在单自旋体系中实现非厄米哈密顿量的操控,以期实现新奇的物理学现象观测。

    众所周知,量子体系的状态演化由哈密顿量确定并服从薛定谔方程。在传统量子力学框架中,实的能量本征值由哈密顿量满足厄米性所保障。

    然而,Bender于1998年提出一类满足宇称时间对称性的非厄米哈密顿量也可保证物理能量本征值为实数,可以描述包括开放系统在内更普遍的对象,从而拓展了量子力学的范畴。

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