化工儀器網(wǎng)手機版
移動端訪問更便捷
今日焦點 Today's Focus
查看更多+-
關(guān)注水質(zhì)安全，“高品質(zhì)供水水質(zhì)分析與檢測技術(shù)線上研討會”開課在即
2025年5月7日14:00，化工儀器網(wǎng)特舉辦“高品質(zhì)[詳細]
最新產(chǎn)品 Latest productS
查看更多+
我國學(xué)者在超冷原子量子計算和模擬研究方面取得進展
2021年01月08日 14:36:19
來源：數(shù)理科學(xué)部 點擊量：4568
在國家自然科學(xué)基金項目(批準號：11874341)等資助下，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授、苑震生教授等與德國海德堡大學(xué)、意大利特倫托(Trento)大學(xué)的合作者在超冷原子量子計算和模擬研究方面取得進展，在71個格點的超冷原子量子模擬器上模擬了一維格點體系的施溫格爾(Schwinger)模型，首次在量子多體系統(tǒng)中驗證了描述電荷與電場關(guān)系的高斯定理。相關(guān)研究成果以“在71格點量子模擬器中觀測規(guī)范不變性(
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】在國家自然科學(xué)基金項目(批準號：11874341)等資助下，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授、苑震生教授等與德國海德堡大學(xué)、意大利特倫托(Trento)大學(xué)的合作者在超冷原子量子計算和模擬研究方面取得進展，在71個格點的超冷原子量子模擬器上模擬了一維格點體系的施溫格爾(Schwinger)模型，首次在量子多體系統(tǒng)中驗證了描述電荷與電場關(guān)系的高斯定理。相關(guān)研究成果以“在71格點量子模擬器中觀測規(guī)范不變性(Observation of gauge invariance in 71-site Bose-Hubbard quantum simulator)”為題，于2020年11月19日發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上。文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2910-8。 
規(guī)范場理論是現(xiàn)代物理學(xué)中描述微觀世界標準模型理論的基礎(chǔ)，各種規(guī)范場方程的求解計算非常復(fù)雜，對超級計算機的計算能力提出挑戰(zhàn)，開發(fā)專用量子計算機(量子模擬器)來求解規(guī)范場方程成為一種可能。研究人員用超冷原子、囚禁離子等量子體系對規(guī)范場模型的基本單元進行了初步量子模擬研究，但這些研究因為體系太小(僅有2-4個粒子)不具備局域規(guī)范不變性，或者無法同時產(chǎn)生規(guī)范場和物質(zhì)場，不能研究兩種場之間的相互作用和轉(zhuǎn)化。
研究團隊在前期研究中開發(fā)了獨特的自旋依賴超晶格、顯微鏡吸收成像、粒子數(shù)分辨探測等量子調(diào)控和測量技術(shù)，提出并實現(xiàn)了光晶格中原子的深度制冷，制備出了近百個原子的規(guī)?；孔幽M器。在前期研究的基礎(chǔ)上，該團隊與其合作者通過實驗和理論結(jié)合，找到了Schwinger模型中正負粒子、電場與哈伯德(Hubbard)模型中原子在格點上各種占據(jù)構(gòu)型之間的映射關(guān)系；開發(fā)了區(qū)分奇偶格點上原子的高精度控制方法，利用原子之間碰撞屬性和相互作用帶來的量子態(tài)演化實現(xiàn)了對格點上原子布局數(shù)的成像測量；在71個格點的超冷原子量子模擬器上模擬了一維格點體系的Schwinger模型，首次模擬了規(guī)范場與物質(zhì)場之間的相互作用和轉(zhuǎn)化，并觀測到局域規(guī)范不變性，從而驗證了高斯定理，在規(guī)?；牧孔幽M器求解復(fù)雜物理問題的道路上取得了突破性進展。
這項研究同時模擬了規(guī)范場、物質(zhì)場及其相互轉(zhuǎn)化，在適當拓展之后具備超越經(jīng)典超級計算機求解類似問題的潛力，可用于其它群對稱性的更高空間維度的規(guī)范場模型研究，并可推廣到研究解決遠離平衡態(tài)的規(guī)范場系統(tǒng)等重要物理難題。
圖1：一維格點Schwinger模型描述正反粒子通過電場傳遞相互作用，而正負粒子湮滅后轉(zhuǎn)化成了電場激發(fā)。一維Hubbard模型描述光晶格中的冷原子隧穿和相互作用的過程，在特定的勢阱形狀下，一維Hubbard模型與Schwinger模型的群對稱性相同。
圖1：一維格點Schwinger模型描述正反粒子通過電場傳遞相互作用，而正負粒子湮滅后轉(zhuǎn)化成了電場激發(fā)。一維Hubbard模型描述光晶格中的冷原子隧穿和相互作用的過程，在特定的勢阱形狀下，一維Hubbard模型與Schwinger模型的群對稱性相同。
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
1250萬！南京大學(xué)采購金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)
近日，南京大學(xué)就“南京大學(xué)金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)”項目發(fā)布公開招標公告，預(yù)算金額為1250萬元。2025-04-24 10:55:37 -
云南等離子體增強化學(xué)氣相沉積裝置中標結(jié)果公告
項目名稱：12英寸硅基OLED項目,項目編號：4197-214BOEBMOT02/46,招標范圍：等離子體增強化學(xué)氣相沉積裝置,招...2025-04-17 13:40:16 -
廈門市等離子增強型化學(xué)氣相沉積設(shè)備中標結(jié)果公告
項目名稱：等離子增強型化學(xué)氣相沉積設(shè)備，項目編號：0730-254010020003/09，招標范圍：等離子增強型化學(xué)氣相沉積設(shè)備...2025-04-10 10:44:51 -
為人類向原子世界要答案 擴維CISILE現(xiàn)場盡顯非凡
擴維是一家立足于科技前沿的創(chuàng)新企業(yè)，專注于納米材料領(lǐng)域的研發(fā)與商業(yè)化進程，2025年3月31日擴維參加CISILE 2025，憑借...2025-04-03 11:49:11 -
廈門等離子增強型化學(xué)氣相沉積設(shè)備中標結(jié)果公告
項目名稱：等離子增強型化學(xué)氣相沉積設(shè)備，項目編號：0730-254010020003/08，招標范圍：等離子增強型化學(xué)氣相沉積設(shè)備...2025-04-02 13:21:07 -
2024年湖北省實驗室亮點科技成果共有55項。其中包括大鏡面、大視場MEMS掃描微鏡及其測風應(yīng)用、高速光通信半導(dǎo)體激光器芯片等。2025-03-05 11:33:05
版權(quán)與免責聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
