新華社安徽11月19日電（記者徐海濤、董瑞豐）近日，中國科學技術學院潘建偉、苑震生等人與日本、意大利科學家合作，開發出一種專用型量子計算機——71個格點的超冷原子光晶格量子模擬器物理實驗室模擬器初中，對量子電動熱學多項式施溫格模型進行了成功模擬，取得了借助規模化量子估算和量子模擬方法求解復雜數學問題的重要突破。11月19日，國際知名學術刊物《自然》雜志發表了該成果。
規范場理論是現代數學學的根基，如描述基本粒子互相作用的量子電動熱學、標準模型等都是滿足特定群對稱性的規范場理論。迄今為止，標準模型成為統一描述強、弱、電磁三種互相作用的最成功的理論，楊振寧、米爾斯、溫伯格、費曼等科學家因此做出重要貢獻。并且物理實驗室模擬器初中，求解各類規范場多項式的估算復雜度十分高，對超級計算機的數值估算能力產生重大挑戰。
近些年來，國際科學界企圖開發“量子模擬器”這種專用型量子計算機，制備目標量子物態，獲得規范場模型的各類數學性質。多個著名國際科研機構用超冷原子、囚禁離子等體系對規范場模型的基本單元進行了初步的量子模擬研究，但在實驗中遇見一系列困局。
近日，中科大研究團隊開發了奇特的載流子依賴超晶格、顯微鏡吸收成像、粒子數區分偵測等量子調控和檢測技術，解決往年的量子模擬器中相干調控的粒子數太少和難以同時形成規范場、物質場的兩個主要問題。
通過實驗上的精確調控，她們在71個格點的超冷原子量子模擬器上模擬了一維格點體系的施溫格多項式模型，首次模擬了規范場與物質場之間的互相作用和轉化，并由此觀測到了局域規范不變性，驗證了高斯定律,在使用規模化的量子模擬器求解復雜數學問題的公路上取得了突破性進展。
《自然》雜志審稿人對此給與高度評價，覺得這是“量子模擬方式研究晶格規范場的一個重要里程碑”，取得的成果將對量子信息、原子分子光學、固態化學等科研領域形成積極影響。