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中國量子研究領域再獲突破

2017-09-13
来源:香港商报

  潘建偉及其同事的研究成果發表在權威雜誌《自然·物理學》。資料圖片

  【香港商報网訊】中國科技大學昨天表示,該校潘建偉教授及其同事苑震生、陳宇翱等在量子計算和量子模擬研究領域又獲重要進展——在國際上首次通過量子調控的方法在超冷原子體系中觀測到任意子,并證實了任意子的分數統計特性。

  據介紹,這一發現為實現拓撲量子計算邁出了重要一步。國際權威學術期刊《自然·物理學》近日以研究長文的形式在線發表了這項重要研究成果。

  據了解,組成物質世界的基本粒子通常分為玻色子(如光子)和費米子(如電子)兩類。但1977年,挪威科學家Leinaas和Myrheim提出,在二維空間中存在介於兩者之間存在「奇异粒子」,美國物理學家、諾貝爾物理學獎得主維爾澤克將該類「奇异粒子」命名為任意子。

  任意子的理論被提出后不久,包括美國華裔科學家、諾貝爾物理學獎得主崔琦在內,一些物理學家在實驗中捕捉到了它的踪跡,但由於無法人為調控,更無法實現任意子之間的編織交換過程。如何直接實驗觀測任意子交換時產生的拓撲相位,進而驗證其分數統計特性,一直是一個巨大的實驗挑戰。

  將推動量子計算發展

  有學者提出一個大膽的設想,利用拓撲材料保護量子比特、并操控材料中的任意子進行量子計算。理論研究表明,拓撲量子計算可以達到很高的容錯能力,激發了科學家們研制量子計算機的熱情。

  潘建偉研究團隊十多年前就開始拓撲量子計算的實驗研究并取得一系列研究成果。近期,他們創造性地搭建了新的實驗系統并開發了獨特的量子調控技術,研發了自旋依賴的超晶格系統來囚禁和操控超冷原子,成功操控光晶格中約800個超冷原子同時產生了約200個四原子自旋糾纏態。他們首次觀測到了四體環交換相互作用,并通過微波反轉原子自旋的方法,實現了任意子之間的編織交換過程,首次在光晶格體系中直接觀測到了任意子交換產生的分數拓撲相位。

  該研究成果為中外科研人員進一步研究任意子的拓撲性質提供了新的實驗平台和手段,將推動拓撲量子計算和量子模擬領域的研究進展。該研究成果得到量子信息領域的國際著名學者、2013年沃爾夫物理學獎獲得者Zoller等學術界同行的廣泛興趣和高度評價。

  「最年輕大學」社科大揭牌

  【又訊】隸屬於中國社科院,有「中國最年輕大學」之稱的中國社會科學院大學(中國社科大)昨天在北京揭牌成立。中國社科大首屆本科新生共392名,分別在馬克思主義學院、人文學院、經濟學院、國際關系學院4個學院的7個專業就讀。據校方介紹,今年學校錄取分數線在各招生省市均名列前茅。

  值得一提的是,中國社科大將采取一些特色培養方式,包括「師徒制」指導模式:為本科生設置學業導師,入學后第二學期導師和學生雙向選擇,屆時每位導師將只指導2至5名學生;鼓勵本科生參與學校和導師的科研活動,提高理論聯系實際能力;采用小班授課模式,固定教室,一般為15至30人;在某些基礎學科和重點學科開展「本碩博」一體化培養;開展國際聯合培養,為學生提供赴海外繼續攻讀學位的機會等。

[责任编辑:蒋璐]
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