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量子计算研究取得重大突破 我国科学家实现量子模拟器新飞跃

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2024-07-11 13:59:22  光明网

量子计算研究取得重大突破

中国科学技术大学的研究团队近期在量子计算领域取得了重要进展，成功构建了针对费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器。这一成果不仅超越了经典计算机的模拟能力，还首次实验证实了该模型中的反铁磁相变现象，为揭示量子磁性在高温超导机制中的角色及获取费米子哈伯德模型的低温相图迈出了关键步伐。研究详情已于7月10日在国际知名学术期刊《自然》上在线发表。

费米子哈伯德模型作为研究高温超导材料的基石之一，其复杂性阻碍了科学家们对其深入理解及实际应用的发展。该模型在二维和三维空间中没有简单的解析解答，同时极高的计算复杂度让即便是超级计算机也难以有效模拟。因此，探索高效求解手段显得尤为重要。

通过量子计算技术，研究团队克服了传统计算方法的局限，迈向了科学计算的新阶段。他们实现的量子模拟器不仅代表了量子计算优越性的具体展现，更是向构建通用容错量子计算机这一长期目标迈进的关键步骤。特别是在理论上证明通用量子计算机也难以精确处理费米子哈伯德模型的情况下，本次实验的成功验证成为了量子计算研究领域的重大突破。

实验中，研究团队利用超冷原子在光晶格中的独特性质，解决了光晶格强度不均和费米原子制冷的技术难题，精细调控各项参数，最终观测到反铁磁相变的直接证据，这在掺杂条件下尤为显著。这一发现不仅推进了对费米子哈伯德模型本质的理解，也为后续研究铺平道路，展示了量子模拟技术在解决传统计算瓶颈问题上的巨大潜力。

《自然》杂志的审稿人对此项工作给予了极高赞誉，认为它是科技进步的里程碑，标志着该研究领域的重要进展，体现了科研人员精湛的实验技艺和长久以来追求的成就。

(责任编辑：卢其龙 CN070)
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