Исследование было опубликовано в журнале Nature в среду. Пан из Китайского университета науки и технологий выступил соавтором статьи вместе с коллегами из USTC Чэнь Юао и Яо Синцаном.
Рецензенты журнала Nature описали эту работу как «важный шаг вперед в данной области».
27:21
Цель технологической политики Байдена в Китае: 10-летний гандикап
Цель технологической политики Байдена в Китае: 10-летний гандикап
В развитии квантовых вычислений принято выделять три этапа.
Второе направление, на котором сегодня сосредоточены академические исследования, предполагает создание специализированных квантовых симуляторов, способных решать важные научные задачи, выходящие за рамки возможностей классических компьютеров.
Третий этап будет направлен на достижение универсальных, отказоустойчивых квантовых вычислений с помощью квантовой коррекции ошибок.
Группа Пэна достигла второго этапа, моделируя фермионную модель Хаббарда — упрощенную модель, описывающую движение электронов в решетках, предложенную британским физиком Джоном Хаббардом в 1963 году.
Эта модель полезна для объяснения высокотемпературной сверхпроводимости, и сверхпроводимость может применяться в таких областях, как передача энергии, информационные технологии и транспорт. Но даже суперкомпьютеры испытывают трудности с ее моделированием.
«Для моделирования движения 300 электронов с использованием классических компьютеров потребуется дисковое пространство… превышающее общее число атомов в нашей Вселенной», — сказал Чэнь в заявлении CAS.
01:52
Китай завершил сверхпроводящий испытательный запуск сверхскоростного поезда на магнитной подвеске со скоростью 1000 км/ч
Китай завершил сверхпроводящий испытательный запуск сверхскоростного поезда на магнитной подвеске со скоростью 1000 км/ч
Чтобы достичь своей цели, Пану, который наиболее известен как руководитель строительства первого в мире квантового спутника, и его команде пришлось преодолеть три основные проблемы: создать оптическую решетку с равномерным распределением интенсивности, добиться достаточно низких температур и разработать новые методы измерений для точной характеристики состояний квантового симулятора.
С этой целью группа объединила методы оптимизации машинного обучения со своими более ранними работами по исследованию однородных сверхтекучих жидкостей Ферми в коробчатых оптических ловушках для приготовления вырожденных ферми-газов при сверхнизких температурах.
Это позволило команде наблюдать переход материала из парамагнитного в антиферромагнитное состояние — или из состояния, слабо притягивающегося к магниту, в состояние, практически нечувствительное к нему.
Исследование закладывает основу для более глубокого понимания механизмов высокотемпературной сверхпроводимости.
«Как только мы полностью поймем физические механизмы высокотемпературной сверхпроводимости, мы сможем масштабировать разработку, производство и применение новых высокотемпературных сверхпроводящих материалов, потенциально произведя революцию в таких областях, как передача электроэнергии, медицина и суперкомпьютеры», — сказал Чэнь.
