快科技5月30日消息，據(jù)媒體報(bào)道，清華大學(xué)段路明研究組在量子模擬計(jì)算領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，成功實(shí)現(xiàn)了512離子的二維陣列穩(wěn)定囚禁冷卻以及300離子量子比特的量子模擬計(jì)算。

此項(xiàng)成果不僅刷新了國(guó)際上最大規(guī)模具有單比特分辨率的多離子量子模擬計(jì)算記錄，更是首次基于二維離子陣列實(shí)現(xiàn)的大規(guī)模量子模擬。

這一成果研究論文近日發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Nature，被審稿人稱(chēng)為量子模擬領(lǐng)域的“巨大進(jìn)步”和“值得關(guān)注的里程碑”。

離子阱系統(tǒng)一直被視作實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子模擬和量子計(jì)算的有力候選物理系統(tǒng)，段路明團(tuán)隊(duì)的研究人員采用低溫一體化離子阱技術(shù)和二維離子陣列方案，不僅大規(guī)模擴(kuò)展了離子量子比特?cái)?shù)，還顯著提升了離子陣列的穩(wěn)定性。

此次實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了512離子的穩(wěn)定囚禁和邊帶冷卻，并對(duì)300離子進(jìn)行了單比特分辨的量子態(tài)測(cè)量。

研究人員進(jìn)一步利用300個(gè)離子量子比特，成功進(jìn)行了可調(diào)耦合的長(zhǎng)程橫場(chǎng)伊辛模型的量子模擬計(jì)算。

通過(guò)準(zhǔn)絕熱演化制備阻挫伊辛模型的基態(tài)，并測(cè)量量子比特空間關(guān)聯(lián)，獲取離子集體振動(dòng)模式信息，與理論結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證。

同時(shí)，對(duì)模型的動(dòng)力學(xué)演化進(jìn)行量子模擬計(jì)算，并通過(guò)量子采樣和粗粒化分析，驗(yàn)證了非平庸的概率分布，顯示了超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)模擬的能力。