港⼤物理學家探索⾼度量⼦糾纏物質形態 證明量子自旋液體存在

20220722
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研究團隊成員(左起)嚴正、趙家瑞及陳斌斌。
香港大學物理學系的研究團隊,運用超級電腦進行大規模的數值模擬,發現歸納高度糾纏量子的獨特物質形態「量子自旋液體」的明確測量方法。研究論文已於量子材料研究期刊《npj Quantum Materials》上發表。
港大物理學系博士生趙家瑞,聯同3名博士陳斌斌、嚴正及孟子楊,利用超級電腦在一個被認為有Z2(以2組成的循環羣)拓撲序的籠目晶格模型中,成功探測到量子自旋液體相。團隊通過一個經巧妙設計的數值實驗,精確地探測到該模型的拓撲熵(Topological Entropy),並得到和理論預期一致的結果,從數值的角度發現了一個證明量子自旋液體存在的強烈證據。
趙家瑞指,他們運用了先進的超級電腦,成功地在一個被認為有拓撲序但十分複雜的模型上精確測量到拓撲熵,此發現讓科學家對確認量子自旋液體的存在邁進一步。領導團隊的港大物理學系副教授孟子楊亦稱,數值模擬已成為研究量子材料的新潮流和主要方向,他們的算法和數值計算可以幫助發現更多有趣和新奇的量子物態,這些發現將促進量子科技的發展,並以此為基礎研究建立量子物質研究的新範式。