近日，中國科學技術大學教授杜江峰團隊的彭新華教授等和香港中文大學教授劉仁保的理論研究組合作，在多體系統的量子模擬方面取得新進展，在國際上首次成功實現了探測虛磁場中李-楊零點的實驗。該研究成果作為“編輯推薦論文”發表在近日出版的《物理評論快報》上。

1952年，李政道和楊振寧證明了Ising鐵磁模型在復數域內存在可以使系統配方函數為零的點（李-楊零點），通過李-楊零點可以獲得系統各種熱力學性質（如熵、配分函數、自由能等），這對于多體系統的相變研究有重要意義。由于這些零點存在于虛磁場條件下，李-楊零點一直以來被認為僅僅存在于理論中，實驗上直接被探測是非常困難的。

最近，劉仁保研究組的理論研究表明，如果引入一個與系統相互作用的探測比特，該探測比特量子相干的零點和該系統李-楊零點存在一一對應的關系。研究人員在核磁共振量子模擬機上成功模擬了9 自旋的Ising鐵磁模型，首次在實驗上直接觀測到該系統的李-楊零點，并通過這些零點研究了系統的自由能和相變現象。該實驗對于研究隱藏在物理參數復數域內的物理現象提供了一種新的思路和實驗實現的可能性。

該實驗結果得到了專家同行的高度評價，美國物理協會（APS）的“Physics”欄目以“Viewpoint”形式對該研究成果做了“真實世界中的虛磁場”的專題介紹。

上述研究得到了國家基金委、科技部、中國科學院、量子信息與量子科技前沿協同創新中心等單位的支持。

來源：中國科學技術大學