摘要：这个由潘建伟院士团队领衔研发的系统，某种程度上像给量子计算机量身定制的"三维扫描仪"，专门用来验证那些理论上可行但现实中难以操作的量子算法——特别是在被称为物理学界"圣杯"的强关联费米子体系研究中，它成功模拟了哈伯德模型中的反铁磁相变过程，这件事本身就充满了戏

当中国科学技术大学的实验室里传出键盘敲击声时，谁也没想到这个被命名为"天元"的量子计算模拟器会在国际学术界掀起波澜。

这个由潘建伟院士团队领衔研发的系统，某种程度上像给量子计算机量身定制的"三维扫描仪"，专门用来验证那些理论上可行但现实中难以操作的量子算法——特别是在被称为物理学界"圣杯"的强关联费米子体系研究中，它成功模拟了哈伯德模型中的反铁磁相变过程，这件事本身就充满了戏剧性。

研究团队在构建这个模拟器的过程中，实际上经历了三个层面的技术突围。

首先是在量子比特控制精度上，他们不得不面对量子态极易退相干这个老难题，通过将超导量子比特的相干时间延长到150微秒以上，这相当于在狂风暴雨中保持蜡烛不灭的难度。

其次是算法层面的创新，他们开发了混合量子-经典变分算法，这种算法就像给传统计算机和量子计算机搭建了"翻译桥梁"。

最令人头疼的第三关，可能要数在验证阶段需要处理的海量数据——每次实验产生的数据量相当于连续播放4K高清视频三个月，研究团队甚至为此专门升级了数据中心的冷却系统。

有意思的是，这个项目最初源于2018年某次学术研讨会的茶歇闲聊。

当时还在攻读博士后的张明（化名）在咖啡机前向陆朝阳教授抱怨："我们明明已经掌握了量子优越性的理论，为什么每次验证实验都像在迷宫里打转？"

这句话意外促成了跨学科团队的组建。

现在这支队伍里既有精通拓扑量子场论的理论物理学家，也有能把量子线路图画成艺术品的工程师，甚至还有几位原本研究天体物理的学者转行过来——他们解释说"计算宇宙大爆炸模型和模拟量子相变其实用的是同套数学工具"。

在《自然·物理》期刊的审稿意见中，有位匿名评审人用了"令人不安的精确度"来形容天元模拟器的实验结果。

日本理化学研究所的量子计算团队在重复实验时发现，他们基于超流氦技术的模拟器在某些参数区间竟出现了0.3%的偏差，这个发现直接导致该所紧急暂停了相关项目的二期拨款。

不过话又说回来，德国马克斯·普朗克研究所的同行倒是表现出务实态度，已经派员来华洽谈在高温超导材料设计方面的联合验证实验。

虽然新闻稿里充满"里程碑式突破"这样的字眼，但参与项目的工程师王磊私下透露，他们团队现在最头疼的是如何把重达3吨的实验设备小型化。"

现在的系统就像个挑剔的芭蕾舞者，稍有不慎就会“闹脾气”。

他不过资本市场显然更有耐心，已有六家上市公司派技术团队驻扎合肥，其中某半导体材料企业的首席技术官甚至带着睡袋住在实验室隔壁酒店，生怕错过技术转化的第一班车。

当被问及这个突破的实际意义时，项目组的年轻研究员李思打了个比方："如果说之前的量子优越性演示是证明小学生会解微积分，那这次就是让研究生完成博士课题。"

这种进步具体到产业层面，意味着药物研发企业可以更精准模拟蛋白质折叠过程，而材料学家可能很快就能在虚拟实验室里"培育"出室温超导体。

不过有趣的是，团队最近接到最多的合作请求，居然是来自几家跨国车企——他们似乎认为量子模拟能优化电动汽车的电池管理系统，这个跨界应用的想象力确实超出了所有人的预期。

来源：大嘴说