北京大学百年物理讲坛第26讲成功举办

2019年11月18日上午10点，北京大学百年物理讲坛第26讲在物理西楼 202会议室成功举行。应北京大学物理学院刘雄军教授的邀请，奥地利科学院院士、美国科学院院士、欧洲科学院院士、德意志科学院院士、因斯布鲁克大学教授Peter Zoller为北大师生带来了一场精彩报告，报告的主题为“A Quantum Leap in Quantum Information---Building Quantum Computers and Quantum Simulators with Cold Atoms and Ions（量子信息的飞跃——利用冷原子和离子构造量子计算机和量子模拟器）”。报告会由物理学院量材中心刘雄军教授主持，来自北大、清华、物理所等单位的约两百位老师同学参加了此次活动。

报告会前，北京大学物理学院院长高原宁教授亲切会见了Zoller教授。高院长对Zoller教授的到访表示欢迎，并与Zoller教授深入探讨了加强两校之间交流合作的思路和途径。之后，高院长为Zoller教授颁发“北京大学百年物理讲坛”纪念牌。刘雄军教授陪同会见。

报告会上，刘雄军教授首先向与会的老师同学介绍了Peter Zoller教授的研究方向以及学术成就。Zoller教授在量子信息、量子计算和量子模拟等领域都取得了非凡的成就，并因此获得诸多崇高荣誉，包括沃尔夫奖、狄拉克奖、兰姆奖、富兰克林奖章等。在报告中，Zoller教授指出构造量子计算机是解决复杂量子多体问题的有效手段，它预期会带来远超经典计算机的运算速度，而突破经典计算的办法就是利用量子态的叠加和纠缠。他简要说明了量子计算机是如何工作的，包括如何存储和操作量子比特。接着，他回归到具体的离子阱系统，具体说明如何利用囚禁的离子实现量子存储，如何利用激光操纵离子来实现量子逻辑门，以及如何进一步地进行量子计算的程序设计。那么用这样的量子计算机可以做什么呢？其中一个方向即是著名物理学家Richard P. Feynman提出的，用量子计算机来进行量子模拟。具体方向包括构造人工量子物态，模拟量子化学，探究基础物理学等等。Zoller教授重点介绍了两类量子模拟: 一类是数字化（digital）量子模拟，即基于Trotter展开，在量子计算机上用逻辑门的频闪序列来控制目标哈密顿量决定的量子态时间演化；另一类是模拟化（analog）量子模拟，即无需量子计算机，而是通过实验构造多体量子系统，操控量子系统的有关参数来模拟目标多体哈密顿量。对于后一类模拟，Zoller教授着重介绍了利用光晶格实现Bose Hubbard模型并观测超流-Mott绝缘体量子相变，利用量子气显微技术（quantum gas microscopy）探索二维Fermi Hubbard模型的相图，以及逐个操控里德堡原子来构造整个量子系统的实验技术。在报告的最后，Zoller教授介绍了因斯布鲁克大学实验组的基于离子阱的可编程量子模拟实验，以及与其合作的国际社会团体。

报告结束后，老师和同学们针对自己关注的问题进行了踊跃提问。Zoller教授对每个问题给予仔细的回答。讲座圆满结束。

本次活动同时安排Zoller教授与学院谢心澄院士、杜瑞瑞教授和檀时纳教授等开展深入的学术研讨。

教师会谈后，Peter Zoller教授与北大同学们进行了亲切会谈。座谈会由博士后张龙主持，以学生提问、教授回答、集体讨论的形式进行。同学们十分珍视这个宝贵的交流机会，纷纷提出问题，既包括与量子计算和量子模拟相关的科研问题，也包括科研生涯规划上的疑问等。Zoller教授仔细倾听了每个同学的提问，并针对每个问题都给出了详细的解答。Zoller教授和同学们一起进行了一个半小时的热烈讨论。会后同学们纷纷表示获益很大。

本次讲座一如既往的坚持了百年物理讲坛系列报告高水平、重学术、重前沿的特色，通过系列高端报告不断开拓北大师生视野，其后的学生座谈会更是给予同学们与优秀大师学者近距离接触的机会，为进一步培养优秀科研工作者做出努力。