2月11日消息（余予）量子計(jì)算和量子模擬具有強(qiáng)大的并行計(jì)算和模擬能力，不僅能夠解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法處理的計(jì)算難題，還能有效揭示復(fù)雜物理系統(tǒng)的規(guī)律，從而為新能源開(kāi)發(fā)、新材料設(shè)計(jì)等提供指導(dǎo)。量子計(jì)算研究的終極目標(biāo)是構(gòu)建通用型量子計(jì)算機(jī)，但實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要制備大規(guī)模的量子糾纏并進(jìn)行容錯(cuò)計(jì)算，仍然需要長(zhǎng)期不懈的努力。
超冷分子將為實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算打開(kāi)新的思路，并為量子模擬提供理想平臺(tái)。但由于分子內(nèi)部的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)非常復(fù)雜，通過(guò)直接冷卻的方法來(lái)制備超冷分子非常困難。超冷原子技術(shù)的發(fā)展為制備超冷分子提供了一條新的途徑。2008年，美國(guó)科學(xué)院院士Deborah Jin和葉軍的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)小組制備了銣鉀超冷基態(tài)分子以來(lái)，多種堿金屬原子的雙原子分子先后在其他實(shí)驗(yàn)室中被制備出來(lái)，并被廣泛地應(yīng)用于超冷化學(xué)和量子模擬的研究中。超冷基態(tài)分子的成功制備重新喚起了人們對(duì)合成三原子分子的研究興趣。
·2015年，法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心的Olivier Dulieu教授等在理論上分析了從原子雙原子分子混合氣中合成三原子分子的可行性。但由于三原子分子的相互作用極其復(fù)雜，無(wú)法精確計(jì)算，因而理論上無(wú)法預(yù)測(cè)三原子分子的束縛態(tài)的能量以及散射態(tài)和束縛態(tài)的耦合強(qiáng)度。
·2019年，中科大研究小組首次觀測(cè)到超低溫下原子和雙原子分子的Feshbach共振。在Feshbach共振附近，三原子分子束縛態(tài)的能量和散射態(tài)的能量趨于一致，同時(shí)散射態(tài)和束縛態(tài)之間的耦合被大幅度地共振增強(qiáng)。原子分子Feshbach共振的成功觀測(cè)為合成三原子分子提供了新的機(jī)遇。但由于原子和分子的Feshbach共振非常復(fù)雜，理論上難以理解，能否和如何利用Feshbach共振來(lái)合成三原子分子依然是實(shí)驗(yàn)上的巨大挑戰(zhàn)。
來(lái)自中國(guó)科大的消息顯示，近日，基于此前收獲，中國(guó)科大潘建偉、趙博等與中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所白春禮小組合作，在鉀原子和鈉鉀基態(tài)分子的Feshbach共振附近利用射頻場(chǎng)將原子和雙原子分子相干地合成了超冷三原子分子，向基于超冷原子分子的量子模擬和超冷量子化學(xué)的研究邁出了重要一步。
圖：從超冷原子和雙原子分子混合氣中利用射頻場(chǎng)合成三原子分子的示意圖
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究人員從接近絕對(duì)零度的超冷原子混合氣出發(fā)，制備了處于單一超精細(xì)態(tài)的鈉鉀基態(tài)分子。
在鉀原子和鈉鉀分子的Feshbach共振附近，通過(guò)射頻場(chǎng)將原子分子的散射態(tài)和三原子分子的束縛態(tài)耦合在一起。他們成功地在鈉鉀分子的射頻損失譜上觀測(cè)到了射頻合成三原子分子的信號(hào)，并測(cè)量了Feshbach共振附近三原子分子的束縛能。這一工作為量子模擬和超冷化學(xué)的研究開(kāi)辟了一條新的道路。超冷三原子分子是模擬量子力學(xué)下三體問(wèn)題的理想研究平臺(tái)。三體問(wèn)題極其復(fù)雜，即使經(jīng)典的三體問(wèn)題由于存在混沌效應(yīng)也無(wú)法精確求解。在量子力學(xué)的約束下，三體問(wèn)題變得更加難以捉摸。如何理解和描述量子力學(xué)下的三體問(wèn)題一直都是少體物理中的一個(gè)重要難題。
此外，超冷三原子分子可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)超高精度的光譜測(cè)量，這為刻畫(huà)復(fù)雜的三體相互作用勢(shì)能面提供了重要的基準(zhǔn)。由于計(jì)算勢(shì)能面需要高精度地求解多電子薛定諤方程，超冷三原子分子的勢(shì)能面也為量子化學(xué)中的電子結(jié)構(gòu)問(wèn)題提供了重要的信息。
論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41586-021-04297-2
- 蜜度索驥：以跨模態(tài)檢索技術(shù)助力“企宣”向上生長(zhǎng)
- 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)頻出？Fortinet 給出破解之法
- 2025年生成式人工智能將如何影響眾行業(yè)
- 報(bào)告：人工智能推動(dòng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)支出激增25%
- 千家早報(bào)|馬斯克預(yù)測(cè)：人工智能或?qū)⒊絾蝹€(gè)人類(lèi)；鴻蒙生態(tài)（武漢）創(chuàng)新中心啟用，推動(dòng)鴻蒙軟硬件在武漢首試首用——2024年12月27日
- 中移建設(shè)被拉入軍采“黑名單”
- 大理移動(dòng)因違規(guī)套現(xiàn)等問(wèn)題，擬被列入軍采失信名單
- ?？低晹M回購(gòu)不超過(guò)25億元股份 首次回購(gòu)成交金額1.26億元
- 海格通信4800萬(wàn)元收購(gòu)控股子公司海格恒通30%股權(quán)
- 聯(lián)通再度集中任命四省“一把手”：涉及海南、江西、新疆、內(nèi)蒙古
- 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)新星鴻擎科技完成A1輪融資 估值已達(dá)16.4億元
免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來(lái)自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書(shū)面權(quán)利通知或不實(shí)情況說(shuō)明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開(kāi)相關(guān)鏈接。
