传统计算机vs量子模拟：谁更胜一筹？
由杜克量子中心（Duke Quantum Center）领导的研究人员使用量子模拟器，观测到与粒子—反粒子形成相关的"弦断裂"（string breaking）动力学，这是量子物理中同类最早的演示之一。9月23日发表于《Nature Physics》的这项工作显示，囚禁离子量子计算机如何成为探索基础物理学深层问题的有力工具。实验模拟了所谓弦断裂的过程：两个相连的物质基元被拉开，直到积累足够能量，当连接断裂时新粒子便能有效"凭空出现"。 杜克大学领导此项研究的Christopher Monroe教授说："量子计算机模拟是探究物质形成等复杂问题的最佳平台，仅次于亲历宇宙大爆炸本身。这些发现标志着量子科学领域的显著进展，并为我们理解弦断裂动力学开辟了新途径。"研究由马里兰大学、牛津大学、加州理工学院、康奈尔大学和鲁汶大学等组成的国际合作完成，并有另外两支团队用不同量子硬件重现了类似物理。 实验将弦断裂模型编码进一条由13个囚禁离子组......阅读全文
传统计算机－vs－量子模拟：谁更胜一筹？
由杜克量子中心（Duke Quantum Center）领导的研究人员使用量子模拟器，观测到与粒子—反粒子形成相关的"弦断裂"（string breaking）动力学，这是量子物理中同类最早的演示之一。9月23日发表于《Nature Physics》的这项工作显示，囚禁离子量子计算机如何成为探索基
中国科大在量子模拟实验中观测到“弦断裂”现象
中国科学技术大学教授潘建伟、苑震生等首次使用超冷原子光晶格系统实现了对格点规范理论中“弦断裂”现象的量子模拟，为理解强相互作用体系中的禁闭行为与相变机制提供了重要的实验依据。研究成果以“编辑推荐”形式发表于《物理评论快报》，并被美国物理学会《物理》杂志作为研究亮点专门报道。 规范理论是现代物理
量子计算机模拟强子化取得重大进展：104量子比特重现弦断裂
劳伦斯伯克利国家实验室的研究科学家Anthony Ciavarella利用IBM量子计算机，成功模拟了粒子物理学中的一个关键过程——强子化。这项发表于《Physical Review D》的研究，首次在104个量子比特上重现了"弦断裂"这一强相互作用的基本机制，为物理学家利用量子计算机解决经典超级计
《科学》：恒星诞生提出新理论－热暗物质弦点亮早期宇宙
科学家最近提出了一个新的宇宙模型和恒星诞生理论，即宇宙早期的恒星是沿着分布广阔的热暗物质丝（弦）形成的。该理论挑战了宇宙学家目前较为流行的认识，有望揭开早期宇宙的一个最大谜团。相关论文以封面文章的形式发表在9月14日的《科学》杂志上。 在大爆炸之后的数百万年里，宇宙是一片黑暗，存在的只有极热但极为分
囚禁单原子（离子）与光耦合体系量子态的操控项目启动
项目启动会议 1月3日，由中国科学院武汉物理与数学研究所詹明生研究员作为首席科学家申请承担的“量子调控”国家重大科学研究计划项目“囚禁单原子（离子）与光耦合体系量子态的操控”在武汉启动。科技部基础研究司司长张先恩、武汉物数所所长刘买利、湖北省科技厅副厅长郑春白，以及国家自然科学基金委、中科
我国科学家实现最大规模离子阱量子模拟计算
离子阱是通过电磁场将离子限定在有限空间内的设备，被认为是有望实现大规模量子计算的物理系统之一。如何把大量离子稳定“囚禁”于离子阱，再通过激光控制，制造量子计算的基本数据单元“量子比特”，是项国际性难题。 中国科学院院士、清华大学交叉信息研究院段路明教授团队5月30日在国际学术期刊《自然》上发表
混合量子模拟器能高精度模拟物理过程
瑞士保罗谢尔研究所的两位理论物理学家联合谷歌公司及来自5个国家的大学研究人员，共同开发并测试了一种新型数字—模拟混合量子模拟器。该模拟器不仅能够以前所未有的精确度模拟物理过程，还具有高度灵活性，能力更强，适用于解决从固态物理到天体物理学的广泛问题。这一成果被视为量子计算领域的重要里程碑，相关论文发表
武汉物数所在离子晶体结构相变研究中取得新进展
近日，中国科学院武汉物理与数学研究所研究员冯芒带领的束缚体系量子信息研究组在实验探索囚禁离子多体体系的结构相变方面取得进展，其结果发表在《科学报告》（Scientific Reports）上。 相变是有序和无序两种倾向相互竞争的结果，多体体系中的相变一直是现代物理学关注的问题。通常与固、液、气
外尔物理量子模拟取得重要进展
中国科学技术大学潘建伟、陈帅等与北京大学刘雄军等合作，在超冷原子模拟拓扑量子材料方面取得了重要进展。研究团队在国际上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。该研究成果于4月16日以研究长文的形式发表在国际学术期刊《科学》杂志上。 外尔半金
“囚禁单原子(离子)与光耦合体系量子态的操控”立项批准
8月26日，从科技部获悉，2011年中科院武汉物理与数学研究所申请的国家重大科学研究计划项目“囚禁单原子(离子)与光耦合体系量子态的操控”获得科技部立项批准，项目首席科学家为该所詹明生研究员。 国家重大科学研究计划支持包括蛋白质研究、量子调控研究、纳米研究、发育与生殖研究、干细胞研究和全球变化
理论物理所等在超导量子芯片上模拟黑洞的量子效应
黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一类特殊天体。20世纪70年代初，霍金、贝肯斯坦等的研究表明黑洞具有热力学性质：黑洞具有正比于其视界面积的熵；黑洞会以热辐射的形式向外辐射粒子，其辐射温度正比于其表面引力；黑洞的质量、熵和温度等满足热力学第一定律。黑洞的热力学揭示了引力的量子效应。因此普遍认为黑洞是
中科大郭光灿院士团队首次实现单离子超分辨成像
郭光灿院士中国科学技术大学郭光灿院士团队在冷原子超分辨成像研究中取得重要进展，李传锋、黄运锋、崔金明等人在离子阱系统中实现单离子超分辨成像。该成果日前发表于《物理评论快报》。冷原子系统包括离子阱中囚禁的离子和光场中囚禁的原子等，是研究量子物理的理想实验平台，也是量子模拟、量子计算和量子精密测量实验研
“973”量子调控研究项目启动
1月3日，由中科院武汉物理与数学研究所承担的国家重大科研计划项目“囚禁单原子（离子）与光耦合体系量子态的操控”启动。该项目属于“973”计划量子调控研究领域重点支持方向，首席科学家为中科院武汉物数所研究员詹明生，这也是该所作为首席科学家单位第二次获得该领域的支持。 武汉物数所在量子信息和量
清华新成果打开量子计算高维新纪元
近日，中国科学院院士、清华大学教授段路明研究组在量子模拟计算领域取得重要突破，首次实现512离子二维阵列的稳定囚禁冷却以及300离子量子比特的量子模拟计算。该工作实现了国际上最大规模具有单比特分辨率的多离子量子模拟计算，将原来的离子量子比特数国际记录（61离子）往前推进了一大步，并首次实现基于二维离
武汉物数所等在非平衡量子相变研究中取得新进展
近日，中国科学院武汉物理与数学研究所冯芒课题组与浙江大学物理系王浩华课题组、西南科技大学物理学院以及澳大利亚马考瑞大学工程量子体系ARC中心合作，在实验探索量子多体体系的量子相变方面取得进展，其结果发表在《自然•通讯》上。 量子多体系统的行为中有一类由量子涨落导致的基态性质或激发态能级结构的突
物理所合作在量子多体模拟和量子克隆研究中获系列进展
最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）凝聚态理论和计算重点实验室的范桁研究员与合作者一起在量子信息和量子计算等研究中取得系列进展，分别在《物理评论X》、《物理评论快报》和《物理报告》刊登了研究成果。 量子计算和量子信息处理是人们利用量子力学的叠加性和量子纠缠等特性对量子态进
新型量子计算机首个基本元件问世
据物理学家组织网近日报道，瑞典和奥地利物理学家携手，研制出了单量子比特里德伯（Rydberg）门，这是新型量子计算机——囚禁里德伯离子量子计算机的首个基本元件。最新研究证明了建造这种量子计算机的可行性，其有潜力克服目前的量子计算方法面临的扩展问题。 目前，量子计算机面临的最大问题之一是，如何增
中科大重大突破！单离子超分辨成像将实现
我校郭光灿院士团队在冷原子超分辨成像研究中取得重要进展。该团队李传锋、黄运锋、崔金明等人在离子阱系统中实现了单个离子的超分辨成像，该成果12月23日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。 冷原子系统，包括离子阱中囚禁的离子和光场中囚禁的原子等，是研究量子物理的理想实验平台，也是进行量子模拟
清华实现基本多体模型的离子阱量子模拟
近日，清华大学段路明研究组在离子阱量子模拟领域取得重要进展，首次在实验中实现拉比-哈伯德(Rabi-Hubbard)模型，超越目前经典超级计算机的模拟能力，是通向大规模离子阱量子计算与模拟的重要一步。 拉比-哈伯德模型由量子光学和凝聚态物理学中的两个基本模型——拉
清华实现基本多体模型的离子阱量子模拟
近日，清华大学段路明研究组在离子阱量子模拟领域取得重要进展，首次在实验中实现拉比-哈伯德(Rabi-Hubbard)模型，超越目前经典超级计算机的模拟能力，是通向大规模离子阱量子计算与模拟的重要一步。 拉比-哈伯德模型由量子光学和凝聚态物理学中的两个基本模型——拉
离子色谱的诞生
我们很早就知道离子交换色谱可以对许多物质进行分离，如阳离子交换树脂可以分离阳离子，而阴离子交换树脂可以分离阴离子。离子交换色谱是高效液相色谱分离的 一种方法，但传统的高效液相色谱分析方法主要采用紫外及可见光检测器，大多数有机化合物有足够的共轭双键具备一定的紫外吸收，因此高效液相色谱可以对大多 数有机
学家实验模拟出量子自旋液体
1965年诺贝尔物理学奖得主菲利普·沃伦·安德森在1973年首次提出一种新物质状态——量子自旋液体。其不同性质在高温超导和量子计算机等量子技术领域有着广阔的应用前景。但问题在于，从未有人见过这种物质状态，至少近50年来一直如此。如今，哈佛大学领导的一个物理学家团队表示，他们终于通过实验模拟并分析
西安光机所等在非线性物理前沿理论上取得新认知
上:囚禁于深晶格中的稳定（a）和不稳定（b）的物质波带隙孤子、稳定（c, d）和不稳定（e, f）的带隙涡旋；下：微扰动力学演化。 论文作者供图近年来，随着物理学前沿研究的深入和发展，在量子力学、光学、量子物理包括超冷原子和凝聚态物理中的一些动力学特性都可以用具有分数衍射项的理论模型描述。然而目前所
超过50个比特！量子模拟器研究获重大突破
英国《自然》杂志近日发表了两项研究成果，显示量子模拟器出现重大突破：美国科学家的两项独立实验展示了量子模拟器的受控量子比特（相当于经典计算机中的比特）数量达到50多个，可用于研究经典计算机所无法进行的交互任务，模拟出目前真实物理设备达不到的物理条件。 诺贝尔物理学奖得主费曼在上个世纪80年代提
武汉物数所在囚禁冷却钙离子的精密光谱研究中取得进展
近日，中国科学院武汉物理与数学研究所囚禁离子物理研究组和原子分子外场理论组合作，在囚禁冷却钙离子的精密光谱研究方面取得新的进展，研究结果发表在《物理评论快报》上(Phys. Rev. Lett. 114, 223001 (2015)）。 原子在特定波长的激光作用下，会导致特定的光频跃迁的两能级
原子钟技术验证时间存在量子叠加态
根据量子理论，时间的流逝本身可能处于量子叠加态，即同时以更快和更慢的速率“流动”。这一长期停留在理论层面的设想，如今有望借助先进原子钟技术在实验中得到验证。美国史蒂文斯理工学院研究人员20日将相关成果发表于《物理评论快报》杂志。囚禁离子是一种多功能平台，被广泛用于量子计算和超高精度计时。最新研究表明
牛津大学实现量子物理突破：首次证明四阶压缩效应
【研究概要】牛津大学研究人员使用单个囚禁离子演示了一种新型量子相互作用。通过创造和控制四阶效应，他们使之前无法触及的量子行为成为可能。 牛津大学研究人员使用单个囚禁离子演示了一种新型量子相互作用。通过精心产生和控制越来越复杂的压缩形式（
包含250亿个星系的模拟宇宙诞生
据物理学家组织网近日报道，瑞士科学家使用一台巨型超级计算机，模拟出整个宇宙的构成。他们利用2万亿个数字粒子，生成了包含约250亿个模拟星系的庞大目录。科学家们表示，这份目录将被用于校准欧洲“欧几里得”（Euclid）卫星上进行的实验。这颗卫星将于2020年发射，使命是揭开笼罩在暗物质和暗能量头上
冷冻断裂与冷冻蚀刻基础介绍（一）
揭示生物学样本和材料样本原本无法观察到的内部结构 冷冻断裂是一种将冰冻样本劈裂以露出其内部结构的技术。冷冻蚀刻是指让样本表面的冰在真空中升华，以便露出原本无法观察到的断裂面细节。金属/碳复合镀膜能够实现样本在SEM（块面）或TEM（复型）中的成像，主要用于研究如细胞器、细胞膜，细胞层和乳胶。这项技术
冷冻断裂与冷冻蚀刻基础介绍（二）
通过冷冻断裂生成图像 冷冻断裂和冷冻蚀刻技术往往采用高真空精细镀膜技术，将超细腻重金属和碳薄膜沉积于断裂表面。冷冻断裂样本在一定角度下用金属覆盖，然后在碳背衬膜（徕卡EM ACE600冷冻断裂或徕卡EM ACE900与徕卡EM VCT500）上生成复型进行TEM成像或在SEM的试块面上进行成像。对于