近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、苑震生等與德國(guó)海德堡大學(xué)、意大利特倫托大學(xué)等聯(lián)合國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，在超冷原子量子計(jì)算和模擬研究中取得新進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了利用規(guī)模化量子體系求解復(fù)雜物理問(wèn)題的重要突破。這一成果19日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種專用的量子計(jì)算機(jī)，通過(guò)操控束縛在其中的超冷原子，首次使用微觀量子調(diào)控手段在量子多體系統(tǒng)中驗(yàn)證了描述電荷與電場(chǎng)關(guān)系的高斯定理。

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉介紹，“實(shí)驗(yàn)中在71個(gè)光晶格里面先裝進(jìn)71個(gè)原子，然后把部分原子吹跑之后，還剩下36個(gè)原子，利用晶格中超冷原子之間的相互作用及其在晶格中的排布模式，就能模擬粒子與規(guī)范場(chǎng)之間的相互作用和轉(zhuǎn)化，如正反粒子湮滅產(chǎn)生光子的過(guò)程?！?/p>

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)苑震生教授介紹，“實(shí)驗(yàn)顯示，用超冷原子形成的光晶格中的整體物理狀態(tài)，和高能物理中高能粒子碰撞產(chǎn)生新粒子的過(guò)程是相似的。這也是首次用量子模擬器來(lái)模擬高能物理中的復(fù)雜物理過(guò)程。”

《自然》雜志的審稿人對(duì)此工作給予了高度評(píng)價(jià)：認(rèn)為這項(xiàng)工作“是量子模擬方法研究晶格規(guī)范場(chǎng)的一個(gè)重要的里程碑”;“邁出了模擬晶格規(guī)范場(chǎng)理論的真正一步，從實(shí)現(xiàn)量子模擬器的模塊到對(duì)特定模型的完全模擬。”