中国科大合作在量子模拟研究中取得进展

近日，中国科学技术大学教授杜江峰团队的彭新华教授等和香港中文大学教授刘仁保的理论研究组合作，在多体系统的量子模拟方面取得新进展，在国际上首次成功实现了探测虚磁场中李-杨零点的实验。该研究成果作为“编辑推荐论文”发表在近日出版的《物理评论快报》上。

1952年，李政道和杨振宁证明了Ising铁磁模型在复数域内存在可以使系统配方函数为零的点（李-杨零点），通过李-杨零点可以获得系统各种热力学性质（如熵、配分函数、自由能等），这对于多体系统的相变研究有重要意义。由于这些零点存在于虚磁场条件下，李-杨零点一直以来被认为仅仅存在于理论中，实验上直接被探测是非常困难的。

最近，刘仁保研究组的理论研究表明，如果引入一个与系统相互作用的探测比特，该探测比特量子相干的零点和该系统李-杨零点存在一一对应的关系。研究人员在核磁共振量子模拟机上成功模拟了9 自旋的Ising铁磁模型，首次在实验上直接观测到该系统的李-杨零点，并通过这些零点研究了系统的自由能和相变现象。该实验对于研究隐藏在物理参数复数域内的物理现象提供了一种新的思路和实验实现的可能性。

该实验结果得到了专家同行的高度评价，美国物理协会（APS）的“Physics”栏目以“Viewpoint”形式对该研究成果做了“真实世界中的虚磁场”的专题介绍。

上述研究得到了国家基金委、科技部、中国科学院、量子信息与量子科技前沿协同创新中心等单位的支持。

来源：中国科学技术大学