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最近，中國科技大學的潘建偉和袁振生與德國和意大利科學家合作，開發了一臺特殊的量子計算機--71格點過冷原子光學晶格量子模擬器，成功地模擬了量子電動力學方程的施萬模型，并在利用大規模量子計算和量子模擬方法解決復雜物理問題方面取得了重大突破。11月19日，國際著名學術期刊"自然"雜志發表了這一結果。

規范場理論是描述基本粒子相互作用的量子電動力學和標準模型等現代物理學的基礎，滿足特定群群的對稱性。到目前為止，標準模型已成為描述強、弱和電磁相互作用最成功的理論。楊振寧、米爾斯、溫伯格、費曼等科學家對此做出了重要貢獻。然而，求解各種規范場方程的計算復雜性很高，這對超級計算機的數值計算能力提出了極大的挑戰。

近年來，國際科學界試圖研制一種特殊的量子計算機"量子模擬器"，以制備靶量子態，獲得規范場模型的各種物理性質。許多國際著名的科研機構對帶過冷原子、俘獲離子等系統的規范場模型的基本單元進行了初步的量子模擬，但在實驗中遇到了一系列困難問題。

最近，中國科技大學的研究團隊開發了獨特的量子控制和測量技術，如自旋相關超晶格技術、微觀吸收成像技術、粒子數分辨率檢測技術等，以解決以往量子模擬器中粒子相干控制的兩個主要問題，即既不能同時產生規范場又不能同時產生物質場的量子控制技術。

通過實驗中的精確控制，在71格點過冷原子量子模擬器上模擬一維點陣點系統的Schwann方程模型，首次模擬規范場與物質場的相互作用和轉換，觀測到局域規范不變性，驗證了Gauss定理，并在使用大型量子模擬器解決復雜物理問題的道路上取得了突破。

自然"雜志的評論員對此給予高度評價，認為這是"用量子模擬方法研究格點規范場的一個重要里程碑"，其結果將對量子信息、原子和分子光學、固體物理學等科學領域產生積極的影響。