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國家重點研發計劃光晶格中量子模擬研究獲新進展
最后更新: 2019-09-19 12:23:07本文來自科技日報 記者 王海濱
國家重點研發計劃《基于光晶格超冷量子氣體的量子模擬》項目獲得新進展。9月18日，記者走進山西大學量子光學與光量子器件國家重點實驗室的超冷分子實驗室，采訪了項目負責人、山西大學教授肖連團。
實驗室一角。肖連團團隊提供
“目前，我們的研究新進展有三項。”肖連團介紹說，一是實現了強相互作用超冷費米氣體的無摩擦做功，消除了量子多體系統中存在的量子摩擦，同時觀測了標度不變費米氣體地超級Efimov 動力學效應。二是在堿土和類堿土金屬超冷原子中研究了強自旋交換相互作用誘導的對稱性保護的拓撲態。三是冷原子體系拓撲物態量子模擬方面取得重要進展。
肖連團教授在實驗室。肖連團科研團隊提供
量子調控與量子信息研究是當今物質科學、信息科技和國防建設等領域的前沿陣地。通過把原子放在光晶格中等方法構建宏觀量子體系，發展超越光電磁等傳統的外場操控手段，采取量子操控手段，進而對量子現象實現調控和開發應用，從而在研發新材料、構筑新結構、發現新物態等方面突破經典極限，在未來的信息、能源和國家安全等戰略發展領域中將起到關鍵作用。目前，世界主要發達國家的尖端研究機構均在該領域投入了大量的人力物力，國際競爭態勢已經形成。
肖連團教授（中）指導科研。肖連團科研團隊提供
目前，項目研究獲得了一批具有自主知識產權的關鍵核心量子模擬和調控技術。項目圍繞光晶格中超冷量子氣體中基于強相互作用的量子多體模擬總體目標，在該體系中精準構建強關聯量子多體模型、發展高精度操控和測量技術以及實現新奇量子物態。研究建設光晶格中超冷原子、極性分子量子氣體實驗平臺，發展高靈敏高分辨探測技術和高精密的相干光學操控技術，通過操控該量子多體系統的幾何構型、維數、相互作用和內部自由度，研究光晶格中的超冷原子氣體量子關聯效應和極性分子長程偶極相互作用，以及其誘導的各種新奇量子現象、低維量子磁性和拓撲物態等新奇物相及相變行為。
科研團隊在超冷量子氣體精密操控、超冷量子氣體非平衡動力學調控以及新奇量子相變物理的研究中取得了一批標志性成果。申請國際/國家發明專利20余項，研究成果獲得了國內外學術界的廣泛關注。培養和凝聚了一支能夠協同攻關，面向國際科技舞臺和國際前沿，思想活躍，具有創新能力的超冷原子物理與量子信息科學交叉領域的優秀科研隊伍。
我國在科技創新2030重大項目中明確將“量子通信與量子計算機”予以重點部署，該領域的總體研究目標是建立全新的量子調控與量子信息技術，開發實用化的量子器件，為構建未來信息技術奠定理論、技術和人才基礎。當前，光晶格中超冷原子分子量子體系已經成為模擬量子多體物理的重要平臺，該體系中具有量子磁性和拓撲特性的新奇量子物態及其相變，能夠推動未來信息和材料科學領域的革命性發展。在該體系中精準構建強關聯量子多體模型、發展高精度操控和測量技術以及實現新奇量子物態是亟待解決的前沿和熱點問題，研究工作極具挑戰性和創新性。
據介紹，這個項目的牽頭單位為山西大學，參與單位包括華東師范大學、浙江大學和復旦大學。項目依托國內四個國家重點實驗室的超冷原子和極性分子量子氣體的研究平臺，參與研究人員有近百人。
標簽 量子- 原標題：山西大學肖連團團隊：光晶格中量子模擬研究獲新進展
- 責任編輯: 呂棟
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