中国科(ke)学(xue)技术大学(xue)(下称“中国科(ke)大”)潘建伟、陈宇翱(ao)、姚星灿、邓友金等人近日(ri)成功构建了超越经典计算机的“天元”量子模拟器，率先取得量子计算第二阶段(duan)里程碑式进展。

“天元”量子模拟器是首次实现超越经典计算机的费米(mi)子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器。相关研究成果于7月10日(ri)在线发表在国际学(xue)术期刊《自然》(Nature)上。

国际学(xue)术界为量子计算的发展设定了三个阶段(duan)。陈宇翱(ao)教授介绍，随(sui)着(zhe)美(mei)国谷歌公司“悬铃木”以及中国科(ke)大“九章”系列、“祖冲之号”系列量子计算原型机的实现，“量子计算优(you)越性(xing)”的第一阶段(duan)目标(biao)已经达到。

“实现专用量子模拟机以求解诸如(ru)费米(mi)子哈伯德模型这一类重要科(ke)学(xue)问题是第二阶段(duan)，也是当前的主要研究目标(biao)。”陈宇翱(ao)说(shuo)，因此构建量子模拟器验证包括掺杂条件下的反铁磁相变，是实现能够(gou)求解费米(mi)子哈伯德模型的专用量子模拟机的第一步(bu)。在量子纠错的辅助下实现通(tong)用容错量子计算机则是第三阶段(duan)目标(biao)。

“光(guang)晶格(ge)中的超冷原子具有诸多优(you)势，是最(zui)有希望构建专用量子模拟机以求解费米(mi)子哈伯德模型的体系之一。”姚星灿教授说(shuo)，以往实验中光(guang)晶格(ge)强度的非均匀性(xing)和费米(mi)原子制冷存在的困难，使得反铁磁相变一直(zhi)无法实现。

为了解决这些难题，研究团队在前期研究基础上，进一步(bu)发展了平顶光(guang)晶格(ge)技术，并通(tong)过精确(que)调控相互作用强度、温度和掺杂浓度，直(zhi)接(jie)观察(cha)到确(que)凿证据，从而首次验证了费米(mi)子哈伯德模型包括掺杂条件下的反铁磁相变。

据介绍，该工作首次展现了量子模拟在解决经典计算机无法胜(sheng)任的重要科(ke)学(xue)问题上的巨大优(you)势。

文/吴兰

（中国新闻网）