中国科学技术大学(下称“中国科大”)近日取得重大突破，潘建伟、陈宇翱、姚星灿、邓友金等人成功构建了超越经典计算机的“天元”量子模拟器，开创了量子计算第二阶段的新纪元。这一突破性成果首次实现了超越经典计算机的费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器，为量子计算领域带来了里程碑式的进展。相关研究成果于7月10日发表在国际学术期刊《自然》(Nature)上。

陈宇翱教授介绍称，国际学术界设定了量子计算发展的三个阶段，而目前已经实现了“量子计算优越性”的第一阶段目标。他表示，构建量子模拟器验证包括掺杂条件下的反铁磁相变，是实现能够求解费米子哈伯德模型的专用量子模拟机的关键一步。在量子纠错的辅助下实现通用容错量子计算机则是第三阶段目标。

姚星灿教授指出，光晶格中的超冷原子具有诸多优势，是最有希望构建专用量子模拟机以求解费米子哈伯德模型的体系之一。为了解决光晶格强度的非均匀性和费米原子制冷存在的困难，研究团队在前期研究基础上，进一步发展了平顶光晶格技术，并通过精确调控相互作用强度、温度和掺杂浓度，首次验证了费米子哈伯德模型包括掺杂条件下的反铁磁相变，展现了量子模拟在解决重要科学问题上的巨大优势。