近来，中国科学院院士、清华大学教授段路明研讨组在量子模仿核算范畴获得重要打破。该团队完成了世界上最大规划、具有单比特分辩率的多离子量子模仿核算，将本来的离子量子比特数世界纪录（61个离子）向前推进了一大步，并初次完成根据二维离子阵列的大规划量子模仿。相关论文发表于《天然》。

  离子阱体系被认为是最有期望完成大规划量子模仿和量子核算的物理体系之一。多个试验验证了离子量子比特的高精细相干控制，但体系的规划化被认为是首要应战。此前，研讨人员在保罗型离子阱中完成了最多61个离子一维阵列的量子模仿。尽管根据彭宁型离子阱可完成更大规划约200个离子的量子模仿，但因缺少单比特分辩勘探才能而难以提取量子比特空间相关等重要信息，无法用于量子核算和精细的量子模仿。

  该研讨中，段路明团队使用低温一体化离子阱技能和二维离子阵列计划，大规划添加离子量子比特数并进步离子阵列安稳性，初次完成512个离子的安稳“软禁”和冷却，并初次对300个离子完成可单比特分辩的量子态丈量。

  研讨人员然后使用300个离子量子比特完成可调耦合的长程横场伊辛模型的量子模仿核算。一方面经过准绝热演化制备阻挫伊辛模型的基态，丈量其量子比特空间相关，然后获取离子的团体振动模式信息，并与理论效果比照验证；另一方面临该模型的动力学演化进行量子模仿核算，并对末态散布进行量子采样，经过粗粒化剖析验证其给出非平凡的概率散布，逾越经典核算机的直接模仿才能。

  该试验体系为进一步研讨多体非平衡态量子动力学这一重要难题供给了强壮的东西。审稿人称，这是量子模仿范畴的“巨大进步”和“需求咱们来重视的里程碑”。图灵奖获得者、清华大学穿插信息研讨院院长姚期智点评该效果“打开了量子核算的高维新纪元”。