據(jù)合肥日報訊  超低溫度下基態(tài)分子與原子之間的散射共振現(xiàn)象，最近在實驗上被人類首次發(fā)現(xiàn)。1月18日，中國科大發(fā)布重大成果，該校潘建偉、趙博等利用超冷原子分子量子模擬在化學物理研究中取得重大突破，他們通過對磁場的精確調(diào)控首次在實驗上觀測到超低溫度下基態(tài)分子與原子之間的散射共振，向基于超冷原子分子的超冷量子化學研究邁進了重要一步。國際權(quán)威期刊《科學》刊發(fā)了這一重要成果。

當前，量子計算的短期目標是通過發(fā)展專用型量子計算機，即專用量子模擬機，能夠在某些特定的問題上解決現(xiàn)有經(jīng)典計算機無法解決的問題。例如，超冷原子分子量子模擬，利用高度可控的超冷量子系統(tǒng)來模擬復雜的難于計算的物理系統(tǒng)，可以對復雜系統(tǒng)進行細致和全方位的研究，從而在化學反應和新型材料設(shè)計中具有廣泛的應用前景。

據(jù)悉，量子模擬最有前途的現(xiàn)實應用是真正解決經(jīng)典數(shù)值計算方法無法有效求解的重要多體問題。例如，在化學物理領(lǐng)域，通過量子力學計算原子分子相互作用勢能面以及模擬粒子在這一勢能面下分子碰撞的動力學，就是這樣一類重要科學問題。理論上，計算原子分子的勢能面需要求解多電子體系的薛定諤方程來得到電子系統(tǒng)的基態(tài)能量。由于電子之間存在強關(guān)聯(lián)，其基態(tài)能量無法精確求解。

通過構(gòu)建針對特定問題的專用量子模擬系統(tǒng)，勢能面的信息可以由實驗測量原子分子的散射共振來獲得。在實驗中，潘建偉團隊成功地在分子損失譜上觀測到了超低溫下鈉鉀基態(tài)分子和鉀原子間的一系列散射共振峰。這些散射共振提供了對含有高達49個電子的鉀-鈉-鉀三原子分子復雜體系勢能面的超高精度測量，成功獲取了勢能面在短程部分的重要信息。

“當前超冷化學研究的主要困難在于勢能面的短程部分的信息無法從以往的實驗中獲取。從這種意義上說，這一工作改變了超冷極性分子和超冷物理化學的游戲規(guī)則……”《科學》審稿人對此高度評價。（記者 李想）