中国科学技术大学潘建伟与苑震生等带来量子模拟领域最新研究成果

摘要：近日来已发表了多篇研究论文的潘建伟院士团队又带来了最新研究成果了。9月3日，中国科学技术大学潘建伟和苑震生等人，在物理学顶级期刊《Physical Review Letters》（PRL）上报道了格点施温格模型模拟器中的弦断裂机制。弦断裂现象在粒子物理学中尤为

近日来已发表了多篇研究论文的潘建伟院士团队又带来了最新研究成果了。9月3日，中国科学技术大学潘建伟和苑震生等人，在物理学顶级期刊《Physical Review Letters》（PRL）上报道了格点施温格模型模拟器中的弦断裂机制。弦断裂现象在粒子物理学中尤为重要，尤其是在量子色动力学领域，同时在凝聚态物理学中也发挥着关键作用。然而，要从理论上理解这种非微扰效应颇具挑战性，因为传统的数值方法往往力不从心，且需要庞大的计算资源。在实验方面，研究这些效应需要先进的实验装置，如高能对撞机，这使得直接观测变得困难重重。

该研究报道了利用光学晶格量子模拟器在一维U(1)格点规范理论中对弦断裂机制进行的实验研究。通过确定性地制备两端带有固定电荷、长度各异的初始态，并绝热调节质量与弦张力，研究原位观测到了呈现出弦态或断裂弦态的微观束缚相。进一步分析表明，弦断裂是在共振条件下发生的，并会导致新的粒子-反粒子对的产生。这些发现为弦断裂现象提供了有力证据，并为了解格点规范理论的复杂动力学提供了宝贵见解。该研究凸显了光晶格作为可控量子模拟器的潜力，使得探索复杂的规范理论及其相关现象成为可能。

据了解，该研究最初版本于2024年11月上传在预印版平台arxiv上，差不多同时，文章向PRL杂志投稿，2025年6月底文章被正式接收，如今正式发表。该研究还入选了杂志的“Editors’Suggestion”（编辑推荐论文）。同时，该研究还被美国物理学会(APS)旗下的Physics杂志作为“FEATURED IN PHYSICS”进行特别亮点报道，《物理》杂志发表了题为“Ultracold Atoms Simulate Breaking Flux Strings（超冷原子模拟通量弦断裂）”的文章，文章认为这一项光晶格实验为观测量子场论中粒子-反粒子对产生过程的动力学提供了实验平台。

进入8月以来，中科大潘建伟院士团队已发表了多篇研究文章了，此前我们便报道过了研究团队8月8日在《Physical Review Letters》发表了关于人工智能（AI）驱动的数千个无缺陷中性原子阵列并行组装的文章；8月14日在《Nature Materials》上发表了关于可扩展光子量子技术的综述（Review Article）文章；8月26日，中国科学技术大学潘建伟院士团队又与清华大学马雄锋合作，在Nature Physics上发表了关于利用量子点单光子源实现不可信中继架构的文章，详见号内文章：再发Nature Physics，中科大潘建伟和陆朝阳团队与清华大学合作发表最新成果。

本文也是潘建伟与苑震生继今年1月8日，在Nature Physics上发表了关于在超冷原子量子模拟实验中，使用光晶格中的双组分玻色混合物来实现和识别对流超流相的文章后，合作团队今年在量子模拟研究领域的又一重要成果。此前，两位便多次合作在超冷原子量子模拟领域做出过多项重要成果，相关成果发表在顶刊Nature和Science上。

苑震生，生于1976年，他于1998年和2003年先后在中国科学技术大学取得了学士和博士学位。博士毕业后他留校任教，2006年起，他又前往德国海德堡大学进行博士后研究，后又任海德堡大学的洪堡学者、高级研究员等，在该校物理研究所开展研究工作。2011年他回到母校中国科学技术大学，他目前为该校物理学院教授。他主要从事光与冷原子量子信息处理研究，并在超冷原子的量子调控、强关联量子多体问题的量子模拟和显微学研究等方面取得过重要成果。