新媒體 | ||||||||||||
|
新聞中心首頁
新華社合肥7月10日電 探明高溫超導(dǎo)的機理,進而研制出性能強大的新材料,是現(xiàn)代物理學(xué)的重大課題。近期,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陳宇翱、姚星燦、鄧友金等人成功構(gòu)建求解費米子哈伯德模型的超冷原子量子模擬器,以超越經(jīng)典計算機的模擬能力首次驗證了該體系中的反鐵磁相變,朝著獲得該模型低溫相圖、理解量子磁性在高溫超導(dǎo)機理中作用邁出重要一步。國際學(xué)術(shù)期刊《自然》7月10日發(fā)表了該成果。
超導(dǎo),指材料在低于某一溫度時,電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象。電阻為零的超導(dǎo)體,在電力輸運、信息技術(shù)、生物醫(yī)藥、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域存在巨大應(yīng)用價值。但是,以高溫超導(dǎo)為代表的新材料,其深層次機理尚未闡明,難以規(guī);a(chǎn)和應(yīng)用。
物理學(xué)家約翰·哈伯德提出的費米子哈伯德模型,是描述高溫超導(dǎo)材料的代表性物理模型之一。但它的求解難度極高,即使是超級計算機也難以進行有效數(shù)值模擬。
量子計算提供了新解決方案!皬奈⒂^層面看,世界上絕大部分材料都由原子或分子排列形成的晶格結(jié)構(gòu)組成,而材料的性質(zhì)主要由晶格中的電子的運動方式?jīng)Q定!敝锌拼蠼淌谝π菭N說,因此基于光晶格中的超冷原子體系構(gòu)建量子模擬器,對費米子哈伯德模型進行模擬和求解,不僅是理解高溫超導(dǎo)機理的有效途徑,也是量子計算研究的重大突破。
近期,中科大潘建偉團隊在前期實現(xiàn)盒型光勢阱中的均勻費米超流的基礎(chǔ)上,結(jié)合機器學(xué)習(xí)優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)最低溫度的均勻費米簡并氣體制備,進一步創(chuàng)新方法實現(xiàn)空間均勻的費米子哈伯德體系的絕熱制備。在此基礎(chǔ)上通過精確調(diào)控,直接觀察到了反鐵磁相變的確鑿證據(jù)——自旋結(jié)構(gòu)因子在相變點附近呈現(xiàn)冪律的臨界發(fā)散現(xiàn)象。
這項研究為進一步求解費米子哈伯德模型,獲取其低溫相圖以及更深入地理解高溫超導(dǎo)機理奠定基礎(chǔ),也首次展現(xiàn)了量子模擬在解決經(jīng)典計算機無法勝任的重要科學(xué)問題上的巨大優(yōu)勢。(記者徐海濤、戴威、賈稀荃)
|
焦作網(wǎng)免責(zé)聲明: | ||||||||
|
新華社合肥7月10日電 探明高溫超導(dǎo)的機理,進而研制出性能強大的新材料,是現(xiàn)代物理學(xué)的重大課題。近期,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陳宇翱、姚星燦、鄧友金等人成功構(gòu)建求解費米子哈伯德模型的超冷原子量子模擬器,以超越經(jīng)典計算機的模擬能力首次驗證了該體系中的反鐵磁相變,朝著獲得該模型低溫相圖、理解量子磁性在高溫超導(dǎo)機理中作用邁出重要一步。國際學(xué)術(shù)期刊《自然》7月10日發(fā)表了該成果。
超導(dǎo),指材料在低于某一溫度時,電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象。電阻為零的超導(dǎo)體,在電力輸運、信息技術(shù)、生物醫(yī)藥、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域存在巨大應(yīng)用價值。但是,以高溫超導(dǎo)為代表的新材料,其深層次機理尚未闡明,難以規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。
物理學(xué)家約翰·哈伯德提出的費米子哈伯德模型,是描述高溫超導(dǎo)材料的代表性物理模型之一。但它的求解難度極高,即使是超級計算機也難以進行有效數(shù)值模擬。
量子計算提供了新解決方案!皬奈⒂^層面看,世界上絕大部分材料都由原子或分子排列形成的晶格結(jié)構(gòu)組成,而材料的性質(zhì)主要由晶格中的電子的運動方式?jīng)Q定。”中科大教授姚星燦說,因此基于光晶格中的超冷原子體系構(gòu)建量子模擬器,對費米子哈伯德模型進行模擬和求解,不僅是理解高溫超導(dǎo)機理的有效途徑,也是量子計算研究的重大突破。
近期,中科大潘建偉團隊在前期實現(xiàn)盒型光勢阱中的均勻費米超流的基礎(chǔ)上,結(jié)合機器學(xué)習(xí)優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)最低溫度的均勻費米簡并氣體制備,進一步創(chuàng)新方法實現(xiàn)空間均勻的費米子哈伯德體系的絕熱制備。在此基礎(chǔ)上通過精確調(diào)控,直接觀察到了反鐵磁相變的確鑿證據(jù)——自旋結(jié)構(gòu)因子在相變點附近呈現(xiàn)冪律的臨界發(fā)散現(xiàn)象。
這項研究為進一步求解費米子哈伯德模型,獲取其低溫相圖以及更深入地理解高溫超導(dǎo)機理奠定基礎(chǔ),也首次展現(xiàn)了量子模擬在解決經(jīng)典計算機無法勝任的重要科學(xué)問題上的巨大優(yōu)勢。(記者徐海濤、戴威、賈稀荃)
|
焦作網(wǎng)免責(zé)聲明: | ||||||||
|
|
|