科学家设计量子处理器来模拟有机小分子

新南威尔士大学（UNSW）的一个团队设计了由扫描隧道显微镜加工的原子构成的量子处理器——一个由10个量子点组成的量子集成电路，以模拟聚乙炔链(C2H2)n的结构和能量状态，展示了该团队将硅中电子和原子的量子态控制在前所未有的精细水平的能力。该成果于6月22日发表在《自然》杂志上。超导性、磁性、低维电子输运、拓扑相和物质的其他奇异相是由粒子间强关联产生的，使用经典计算方法难以模拟大的量子系统的这种复杂性。一个有希望的解决方案是建立一个相同规模的物理系统，以便直接模拟这些相互作用的费米子系统，这个方案称为量子模拟。半导体量子点是强关联电子系统量子模拟的新兴平台，它们可以被设计来模拟量子强关联。然而，尽管之前已经报道过Fermi–Hubbard模型和Nagaoka铁磁性的模拟，强关联拓扑物质的最简单的一维模型，多体Su–Schrieffer–Heeger（SSH）模型，迄今为止仍然难以直接由电子模拟，主要是因为需要精确地设计电子之间的长程相互作用来再现所选的哈密顿量。SSH模型是拓扑物质的典型示例，描述了电子沿着具有交错隧道耦合的一维二聚晶格跳跃。SSH模型已在从里德堡原子（约10μ