近日，中国科学技术大学潘建伟院士及其同事苑震生教授等与中科院武汉物理与数学研究所研究员管习文小组合作，在国际上首次得到了一维有限温多体系统在经典气体和量子液体之间转变的量子临界性质，并通过测量其相位关联观测到了拉亭杰液体的幂定律关联特性，在低维量子多体系统研究领域取得了重要进展。这是潘建伟院士团队在量子模拟领域获得的又一重要成果。

图1：观测一维量子多体相变和拉亭杰液体的超冷原子实验装置示意图

图2：一维量子多体系统相图

当前，量子信息已成为主要发达国家在信息领域的战略发展重点，我国量子信息科学研究和成果转化在“第二次量子革命”中走在了国际前列。近年来，潘建伟院士团队在量子信息领域取得了系列世界级成果，是国际上少有的在量子信息领域既系统又全面的顶级科研团队。

在量子通信领域，2016年8月，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功升空，并于2017年8月提前顺利完成三大科学实验任务；2017年9月，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。结合“京沪干线”与“墨子号”的天地链路，我国科学家成功实现了洲际量子保密通信，这标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网络雏形，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络迈出了坚实的一步。

在量子计算领域，2017年5月，潘建伟院士团队在去年实现十光子纠缠操控的基础上，利用高品质量子点单光子源构建了用于玻色取样的多光子可编程量子计算原型机，首次演示了超越早期经典计算机的量子计算能力，并在超导体系首次实现了十个超导量子比特的纠缠；2017年10月，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院（上海）联合阿里云发布量子计算云平台，提供25量子比特的经典计算仿真环境，2017年底基于10个超导量子比特的量子计算将上线。

在增强对量子比特的调控能力、推动可升级通用量子计算的同时，潘建伟院士团队自十几年前就开始了对专用量子计算——量子模拟的系统而深入的研究。

通俗的讲，量子模拟是在实验平台上人工构造满足特定物理模型的量子材料，通过量子调控手段操控该材料，再通过实验观测直接获得该量子材料的各种物理特性。量子模拟为高温超导机制、量子场论模型等基础研究提供了新的途径，并将有助于新材料、新药物的设计等。近期，潘建伟院士团队在量子模拟领域取得的主要成果有：

2016年10月，潘建伟院士团队和北京大学相关研究人员组成的联合团队在国际上首次理论提出并实验实现超冷原子二维自旋轨道耦合的人工合成，测定了由自旋轨道耦合导致的新奇拓扑量子物性。这一关键突破将对促进新奇拓扑量子物态的研究，进而推动人们对物质世界的深入理解带来重大影响。

2017年7月，潘建伟院士团队首次在实验上直接观测到超低温度下弱束缚分子与自由原子间发生的态态的化学反应，实现了可控态态反应动力学的探测，从而向基于超冷分子的超冷量子化学的研究迈进了重要一步。

2017年9月, 潘建伟院士团队在国际上首次通过量子调控的方法在超冷原子体系中发现了拓扑量子物态中的准粒子—任意子，并通过主动控制两类任意子之间的交换和编织，证实了任意子的分数统计特性，将推动拓扑量子计算和晶格规范场量子模拟领域的研究进展。

刚刚发布的在国际上首次得到了一维有限温多体系统在经典气体和量子液体之间转变的量子临界性质这一成果，提供了研究低维量子系统的新实验方法，将推动低维量子模拟领域的研究进展。该工作得到了审稿人的高度评价：“这是一个高质量的、里程碑式的一维物理系统研究工作，不仅局限在超冷量子气体中，而将在其它物理体系中具有广泛的应用价值。”