中國科學(xué)院11日在京宣布，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和北京大學(xué)的聯(lián)合研究團隊，在超冷原子量子模擬領(lǐng)域取得重大突破，在國際上首次提出實現(xiàn)超冷原子二維自旋軌道耦合理論，并在實驗中成功驗證。研究成果發(fā)表在最新一期國際權(quán)威期刊《科學(xué)》上。有評論認為，這將推動人們對物質(zhì)世界的理解。

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士領(lǐng)導(dǎo)的團隊主要完成了實驗驗證。他說，計算與模擬是現(xiàn)代科研的重要手段，但當人們對物質(zhì)世界的研究進入微觀的量子領(lǐng)域，普通計算機就無法完成任務(wù)了，“模擬300個粒子的運動就需要全世界所有的計算機計算100萬年”。這就需要量子計算機，“但通用型量子計算機的發(fā)明還比較遙遠，專門用于某一領(lǐng)域研究的量子模擬就成為國際物理學(xué)界研究的焦點”。

　　超冷原子技術(shù)就被認為是最有望取得突破的路徑之一。潘建偉解釋，“超冷原子”就是把原子溫度降低到接近絕對零度，然后“賦予”它們量子物理學(xué)中最基本的物理效應(yīng)——自旋軌道耦合，從而模擬或說“返真”量子世界的運動情況。

　　但該技術(shù)提出來的十幾年中，物理學(xué)家們只能在一維空間實現(xiàn)這一目標。理論物理學(xué)家、北京大學(xué)劉雄軍教授說：“很多有趣的現(xiàn)象，必須深入到二維空間才能觀察到。”為此，劉雄軍帶領(lǐng)理論研究小組提出了“拉曼光晶格量子系統(tǒng)”，計算預(yù)測在現(xiàn)有實驗條件下可以實現(xiàn)超冷原子二維自旋軌道耦合?；谶@一理論方案，潘建偉領(lǐng)導(dǎo)的實驗小組成功構(gòu)造了這一系統(tǒng)，實現(xiàn)了超冷原子二維自旋耦合，并能夠較為精確地進行調(diào)控。潘建偉表示：“在超冷原子二維自旋軌道耦合的研究中，我們已經(jīng)走在國際最前列。”