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　　日前，我国科学技术大学潘建伟、陈宇翱、姚星灿、邓友金等人成功构建了求解费米子哈伯德模型的超冷原子量子模仿器，以逾越经典核算机的模仿才能初次验证了该体系中的反铁磁相变，向取得费米子哈伯德模型的低温相图、了解量子磁性在高温超导机理中的效果迈出了重要的第一步。相关研讨成果于7月10日在线宣布在世界学术期刊《天然》上。

　　因为其科学价值和潜在的巨大经济效益，以高温超导为代表的强相关量子资料将极大地推进未来科技的开展。但是，这些新式量子资料背面的物理机制尚不清晰，难以完成有用可控的规模化制备和使用。费米子哈伯德模型是晶格中电子运动规则的最简化模型，被认为是或许描绘高温超导资料的代表性模型之一，但其研讨一向面临着巨大应战：一方面，该模型在二维和三维下没有严厉解析解；另一方面，核算复杂度十分高，即便是超级核算机也没有方法进行有用的数值模仿。

　　量子核算为求解若干经典核算机难以担任的核算难题供给了全新的计划。世界学术界为量子核算的开展设定了三个阶段：一是对特定问题的核算才能逾越经典超级核算机，完成“量子核算优越性”。跟着美国谷歌公司“悬铃木”以及我国科大“九章”系列、“祖冲之号”系列量子核算原型机的完成，这一阶段方针已达到；二是完成专用量子模仿机以求解比如费米子哈伯德模型这一类重要科学问题，这是当时的首要研讨方针；三是在量子纠错的辅佐下完成通用容错量子核算机。值得指出的是，理论研讨标明，即便选用通用量子核算机也难以准确求解费米子哈伯德模型。因而，构建可以求解该模型的量子模仿机，不只是了解高温超导机理的有用途径，也是量子核算研讨的重大突破。

　　关于整个想象中的费米子哈伯德模型低温相图，理论上仅可以清晰无掺杂（即每个格点填充一个电子，又称“半满”）条件下体系的低温状况是反铁磁态。但是因为体系的复杂性，不只反铁磁态从未得以试验验证，并且掺杂条件下的体系状况现已没方法经过经典超级核算机做准确数值模仿。因而，构建量子模仿器验证包含掺杂条件下的反铁磁相变，是完成可以求解费米子哈伯德模型的专用量子模仿机的第一步，也是取得该模型低温相图的重要根底。

　　光晶格中的超冷原子具有体系纯洁，原子间相互效果强度、隧穿速率及掺杂浓度可准确调控等许多优势，是最有期望构建专用量子模仿机以求解费米子哈伯德模型的体系之一。为了验证反铁磁相变，超冷原子量子模仿器一定要满意两个要害条件：首要，要树立空间强度散布均匀的光晶格体系，保证费米子哈伯德模型的参数在大尺度上保持一致；其次，体系温度有必要显着低于奈尔温度（即反铁磁相变温度），这样反铁磁相变才或许出现。

　　研讨团队战胜以往试验中光晶格强度的非均匀性和费米原子制冷存在的困难，经过准确调控相互效果强度、温度和掺杂浓度，直接调查到了反铁磁相变的确凿证据——自旋结构因子在相变点邻近出现幂律的临界发散现象，然后初次验证了费米子哈伯德模型包含掺杂条件下的反铁磁相变。

　　该作业推进了对费米子哈伯德模型的了解，为进一步求解该模型、获取其低温相图奠定了根底，也初次展示了量子模仿在处理经典核算机无法担任的重要科学问题上的巨大优势。《天然》杂志审稿人对该作业给予了高度评价，称该作业“有望成为现代科技的里程碑和重大突破”“标志着该范畴向前迈出了重要的一步”“是试验的创作，是期待已久的成果”。

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