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2011年01月24日15:23 | 中國發(fā)展門戶網(wǎng) www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號：T|T

關(guān)鍵詞： 2010科學發(fā)展報告 2010 科學發(fā)展報告 中國科學院院士 

中國科學技術(shù)大學微尺度物質(zhì)科學國家實驗室(籌)的研究人員杜江峰、榮星、王亞、楊佳慧、徐南陽以及彭新華在《2010科學發(fā)展報告》上以“量子計算重大進展”為題撰文。

作者首先指出量子力學、信息理論和計算科學是上個世紀的三個巨大成就，量子信息科學結(jié)合了三個學科的原理，為計算和物理科學研究提供了更為深刻的視角。近年來，隨著納米科技的不斷發(fā)展，許多性能更為優(yōu)越的新型材料不斷出現(xiàn)，進一步推動了固體量子計算的研究，使其成為當今主要熱點領(lǐng)域之一。

作者從兩個方面對他們的工作進展進行了介紹：

一、固態(tài)體系量子相干保存及退相干機制實驗研究。將量子力學和計算機科學結(jié)合并實現(xiàn)量子計算是人類的一大夢想，而實現(xiàn)這一夢想的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一就是如何解決量子體系的退相干問題。在研究工作中作者采用了經(jīng)伽瑪射線輻照的丙二酸單晶作為研究對象（圖1-A、B、C），利用脈沖式電子順磁共振技術(shù)，實現(xiàn)最優(yōu)動力學解耦的脈沖序列（圖1-D），研究在真實固體體系中，最優(yōu)動力學解耦的可行性和有效性，比較了最優(yōu)動力學解耦前后的體系中相干時間長度、并研究了固態(tài)體系中多種退相干機制產(chǎn)生的影響及相互關(guān)系。作者的研究結(jié)果為：1.實驗實現(xiàn)了在一個真實固態(tài)體系中的電子自旋相干時間保存時間的延長，驗證了UDD可行性和有效性。2.此種固態(tài)體系中的各種復雜的退相干機制都被仔細的考察和研究。

二.量子仿真計算氫分子基態(tài)能量。作者改進了Aspuru-Guzik的方法，利用干涉儀技術(shù)代替量子相位估計算法。在實驗中，我們首先通過絕熱態(tài)制備將量子態(tài)制備在模擬氫分子的基態(tài)上，然后通過模擬作用氫分子體系的量子演化從而在量子態(tài)上產(chǎn)生一個相對相位。最后通過干涉儀測量該相位并通過換算獲得氫分子的基態(tài)能量值。同時，在實驗中我們通過迭代上述過程可以將測量出來的能量值的精度逐次向前推進。最終，作者在核磁共振量子計算平臺上實現(xiàn)了量子化學的模擬計算，模擬了氫氣分子體系，從而實現(xiàn)了氫氣分子的基態(tài)能量的計算，并且通過多次迭代，將計算精度推進到了45位有效數(shù)字，完全滿足了化學計算的需要。

以上兩項工作進展均受到了國際同行的高度評價。（摘自中國科學院“科學發(fā)展報告”課題組撰寫的《2010科學發(fā)展報告》）

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