
四十多年前,理查德·費曼提出了一個富有遠(yuǎn)見的想法:利用一個量子系統(tǒng)模擬另一個量子系統(tǒng),從而構(gòu)建一個能夠揭示分子、材料甚至宇宙本身奧秘的“量子模擬器”。如今,這一愿景已成為現(xiàn)實。世界各地的研究人員正在利用不同的系統(tǒng)(例如超冷原子、離子阱、超導(dǎo)和光子)來實現(xiàn)此類量子模擬器。
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▲費米子哈伯德量子模擬器示意圖。
什么是冷原子光晶格量子模擬?想象一下,你能夠創(chuàng)造出一種適用于量子物質(zhì)的人工晶體:毫無缺陷,且能夠完全控制周期性晶格勢阱,可隨意改變其形狀、深度以及基礎(chǔ)粒子間的相互作用,而且還能在幾乎零度的溫度條件下高度精確操控這些粒子。這一切聽上去難以置信,但光學(xué)晶格確實在冷原子和超冷原子研究中將上述情況一一實現(xiàn)。
此外,光學(xué)晶格在量子信息處理中也發(fā)揮重要作用。位于光學(xué)勢阱節(jié)點上的原子可被視為一種天然量子寄存器,為量子計算的實現(xiàn)提供出強大的可能性。 理查德·費曼的夢想不再是對未來的憧憬,而是逐漸成為塑造我們眼前所見的現(xiàn)實,并為探索量子世界打開了一扇激動人心的新窗口。
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▲理查德·費曼,美國理論物理學(xué)家。
什么是超冷原子光晶格量子模擬?量子模擬如何助力量子計算的實現(xiàn)?2025年9月26日(周五),墨子沙龍有幸邀請到馬克斯·普朗克量子光學(xué)研究所所長、慕尼黑大學(xué)教授伊曼紐爾·布洛赫(Immanuel Bloch),一起了解超冷原子光晶格量子模擬這一全新跨學(xué)科領(lǐng)域誕生的始末。

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活動嘉賓
主講嘉賓:伊曼紐爾·布洛赫(Immanuel Bloch)
馬克斯·普朗克量子光學(xué)研究所所長、慕尼黑大學(xué)教授
特邀主持人:陳宇翱
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授
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活動主題
超冷原子量子模擬
03
活動時間
2025年9月26日(周五)
14:00-15:30
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活動地點
上海市浦東新區(qū)秀龍路中科大別墅區(qū)南門東側(cè)約30米
嘉賓簡介
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伊曼紐爾·布洛赫(Immanuel Bloch,1972 年 11 月 16—),1995年本科畢業(yè)于德國波恩大學(xué),2000在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位,2003年開始在美因茨大學(xué)擔(dān)任教授,2009年回母校慕尼黑大學(xué)任教授,同時任職于馬普學(xué)會量子光學(xué)研究所( Max Planck Institute of Quantum Optics)。
布洛赫以其在量子光學(xué)、量子信息處理和凝聚態(tài)物理學(xué)交叉領(lǐng)域的研究而聞名,他的工作促成了一個全新跨學(xué)科領(lǐng)域的誕生——超冷原子光晶格量子模擬。這一高度可控的實驗系統(tǒng)使得實現(xiàn)新的量子態(tài)成為可能,并能夠利用新的實驗方法在微觀層面研究基本量子現(xiàn)象。
實現(xiàn)基于光晶格中的超冷原子的量子模擬器的開創(chuàng)性工作后,布洛赫繼續(xù)推動量子物理學(xué)的邊界,在量子噪聲關(guān)聯(lián)觀測、單原子成像等成就使其獲得了崇高的聲譽,獲得了諸多獎項,如2011 年歐洲物理學(xué)會 量子電子學(xué)和光學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)獎、 2013 年科伯歐洲科學(xué)獎( K?rber European Science Prize)、2015 年哈維獎(Harvey Prize)、2024 年斯特恩-格拉赫獎(Stern–Gerlach Medal)和2025年墨子量子獎。
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主辦:
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院
上海市浦東新區(qū)南七量子科技交流中心
編譯:金燁
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