中國科大合作在量子模擬研究中取得進(jìn)展

　近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授杜江峰團(tuán)隊(duì)的彭新華教授等和香港中文大學(xué)教授劉仁保的理論研究組合作，在多體系統(tǒng)的量子模擬方面取得新進(jìn)展，在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)了探測(cè)虛磁場(chǎng)中李-楊零點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)。該研究成果作為“編輯推薦論文”發(fā)表在近日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　1952年，李政道和楊振寧證明了Ising鐵磁模型在復(fù)數(shù)域內(nèi)存在可以使系統(tǒng)配方函數(shù)為零的點(diǎn)（李-楊零點(diǎn)），通過李-楊零點(diǎn)可以獲得系統(tǒng)各種熱力學(xué)性質(zhì)（如熵、配分函數(shù)、自由能等），這對(duì)于多體系統(tǒng)的相變研究有重要意義。由于這些零點(diǎn)存在于虛磁場(chǎng)條件下，李-楊零點(diǎn)一直以來被認(rèn)為僅僅存在于理論中，實(shí)驗(yàn)上直接被探測(cè)是非常困難的。

　　最近，劉仁保研究組的理論研究表明，如果引入一個(gè)與系統(tǒng)相互作用的探測(cè)比特，該探測(cè)比特量子相干的零點(diǎn)和該系統(tǒng)李-楊零點(diǎn)存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。研究人員在核磁共振量子模擬機(jī)上成功模擬了9 自旋的Ising鐵磁模型，首次在實(shí)驗(yàn)上直接觀測(cè)到該系統(tǒng)的李-楊零點(diǎn)，并通過這些零點(diǎn)研究了系統(tǒng)的自由能和相變現(xiàn)象。該實(shí)驗(yàn)對(duì)于研究隱藏在物理參數(shù)復(fù)數(shù)域內(nèi)的物理現(xiàn)象提供了一種新的思路和實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的可能性。

　　該實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到了專家同行的高度評(píng)價(jià)，美國物理協(xié)會(huì)（APS）的“Physics”欄目以“Viewpoint”形式對(duì)該研究成果做了“真實(shí)世界中的虛磁場(chǎng)”的專題介紹。

　　上述研究得到了國家基金委、科技部、中國科學(xué)院、量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心等單位的支持。