重大突破 | 连发4篇Nature/Science,潘建伟/苑震生等在量子计算和量子模拟研究获重要突破
编者按
iNature是中国最大的学术公众号,由清华大学,哈佛大学,中科院等多单位的博士团队联合打造,现推出硕博一线(ID:shuoboyixian)姐妹公众号,专注于科研一线的最新资讯,感兴趣的可以长按/扫下面的二维码关注。
iNature
在粒子物理学的标准模型中建立的对基本粒子的现代描述是建立在规范理论之上的。规范理论通过局部对称约束来实现物理学的基本定律。例如,在量子电动力学中,高斯定律在带电物质和电磁场之间引入了一种固有的局部关系,从而保护了许多显著的物理特性,包括无质量的光子和长距离库仑定律。使用经典计算机求解规范理论是一项艰巨的任务,这激发了人们在微观工程量子设备中模拟规范理论动力学的努力。先前的成就实现了依赖于密度的Peierls相,而没有定义局部对称性,实现了到有效模型的映射以整合出物质或电场,或者仅限于非常小的系统。但是,尚未通过实验观察到基本的规范对称性。
2020年11月18日,中国科学技术大学潘建伟,苑震生及卡尔斯大学Philipp Hauke共同通讯在Nature 在线发表题为“Observation of gauge invariance in a 71-site Bose–Hubbard quantum simulator”的研究论文,该研究开发了一种专用的量子计算机---71个格点的超冷原子光晶格量子模拟器,对量子电动力学方程施温格模型(Schwinger Model)进行了成功模拟,通过操控束缚在其中的超冷原子,从实验上观测到了局域规范不变量,首次使用微观量子调控手段在量子多体系统中验证了描述电荷与电场关系的高斯定理,取得了利用规模化量子计算和量子模拟方法求解复杂物理问题的重要突破。
另外,2020年6月18日,中国科学技术大学潘建伟及苑震生共同通讯在Science 在线发表题为"Cooling and entangling ultracold atoms in optical lattices"的研究论文,该研究在理论上提出并实验实现原子深度冷却新机制的基础上,在光晶格中首次实现了1250对原子高保真度纠缠态的同步制备,为基于超冷原子光晶格的规模化量子计算与模拟奠定了基础(点击阅读)。2020年6月15日,中国科学技术大学潘建伟及彭承志共同通讯在Nature 在线发表题为“Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometres”的研究论文,该研究展示了两个相距1,120 km的地面站之间基于纠缠的QKD。与先前的工作相比,该研究将双光子分布的链路效率提高了约4倍,并获得了0.12比特/秒的有限密钥-秘密密钥速率。因此,该研究工作为基于纠缠的全球量子网络铺平了道路。总体而言,结果使地面上实际QKD的安全距离从100 km增加到超过1000 km,而无需信任的中继站,这代表了朝着任意长距离远程用户真正可靠且牢不可破的加密方法迈出的重要一步(点击阅读)。
2020年2月12日,中国科学技术大学潘建伟、包小辉及张强共同通讯在Nature 在线发表题为“Entanglement of two quantum memories via fibres over dozens of kilometres”的研究论文,该研究在量子中继与量子网络方向取得重大突破。该研究通过发展高亮度光与原子纠缠源、低噪高效单光子频率转换技术和远程单光子精密干涉技术,成功地将相距50公里光纤的两个量子存储器纠缠起来,为构建基于量子中继的量子网络奠定了基础(点击阅读)。
—END—
▼2020年10月最火文章
林爱民Science造假 | 胚胎基因编辑副作用 | 兰大发现丹尼索瓦人
胸大锻炼少 | 一作举报导师造假 | 曹雪涛取得新成果
啪啪啪延迟绝经 | 诺奖啃老族 | 睡眠防痴呆 | Nature文章造假
脸红患癌 | 屁股大长寿 | 瑞德昔韦无效 | 逆境中心Cell
声音低沉出轨 | PLOS免费 | Nature 10天接收稿件
共同第一作者 | 7岁发SCI | 大学排行 | 中国地质大学
晚上玩手机 | HPV疫苗 | BMJ最火文章 | 尼安德特人
微信加群
iNature汇集了4万名生命科学的研究人员及医生。我们组建了80个综合群(16个PI群及64个博士群),同时更具专业专门组建了相关专业群(植物,免疫,细胞,微生物,基因编辑,神经,化学,物理,心血管,肿瘤等群)。温馨提示:进群请备注一下(格式如学校+专业+姓名,如果是PI/教授,请注明是PI/教授,否则就直接默认为在读博士,谢谢)。可以先加小编微信号(iNature3),或者是长按二维码,添加小编,之后再进相关的群,非诚勿扰。
投稿、合作、转载授权事宜
请联系微信ID:18217322697 或邮箱:921253546@qq.com
觉得本文好看,请点这里!