“中外科学家用超冷原子量子模拟器成功求解施温格方程”

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青岛新闻网社合肥11月19日电(记者徐海涛、董瑞丰)近日，中国科技大学潘建伟、苑震生等与德国、意大利科学家合作，开发了专用型量子计算机71个晶格点的超冷原子光栅量子模拟器，成功模拟了量子电动力学方程的施温格模型，并规模化量子柯贝 11月19日，国际知名学术杂志《自然》杂志发表了这一成果。

规范场理论是现代物理学的基础，如描述基本粒子相互作用的量子力学、标准模型等都是满足特定群对称性的规范场理论。 迄今为止，标准模型已成为统一描述强、弱、电磁三者相互作用最成功的理论，杨振宁、米尔斯、温伯格、费曼等科学家为此做出了重要贡献。 但是，求解各种规范场方程的计算很多，复杂度非常高，对超级计算机的数值计算能力提出了很大的挑战。

近年来，国际科学界开发了量子模拟器这一专用型量子计算机，试图通过调制目标量子物质状态来获得规范场模型的各种物理性质。 许多知名国际科研机构采用超冷原子、囚禁离子等体系对规范场模型的基本单位进行了初步的量子模拟研究，但在实验中遇到了一系列课题。

最近，中科大研究小组开发了独特的自旋超晶格、显微镜图像吸收、粒子数分辨率检测等量子控制和测量技术，处理了传统的量子模拟器无法做到相干控制粒子数少、规范场、物质场两个主要问题。

通过实验上的精确控制，他们用71个格点的超冷原子量子模拟器模拟了一维格点体系的施温格方程模型，首次模拟了规范场和物质场之间的相互作用和转化，从而验证了局部规范的不变性，规模化的量子斑点

《自然》杂志的审稿人对此表示高度评价，认为这是量子模拟方法研究晶格规范场的重要里程碑，取得的成果将对量子新闻、原子分子光学、固体物理等科研行业产生积极的影响。