2026年6月24日——一个国际科学家团队（包括来自维尔纽斯大学的物理学家）获选研发下一代量子模拟器。该团队将利用多组分超冷原子，构建高度可控的量子模拟器——这类系统旨在创建和研究传统计算机难以建模的复杂量子材料。

将理论构想转化为可测量的成果

“利用多组分超冷原子进行量子模拟，使我们能够重现那些原本难以触及的物理现象。在这个项目中，我们将把这一方法同最先进的实验相结合。汇聚欧洲顶尖的科学家（包括实验物理学家和理论物理学家），不仅能够推动该领域取得进展，对立陶宛而言也意义重大，有助于巩固该国在量子技术研究这一广阔版图中的地位。我们将与项目合作伙伴一起，发展理论构想，并将其转化为实实在在、可测量的成果，”维尔纽斯大学杰出教授Gediminas Juzeliūnas如是说。

正在开发的基于超冷原子的量子模拟器将能够模拟和研究传统计算机无法建模的量子材料。其目标是利用这些系统来创造性能更优、抗噪能力更强的量子技术和高精度传感器。

据维尔纽斯大学的科学家介绍，QUASIMODO项目的目标在于利用多组分超冷原子（例如镝、钾和镱）来创建并控制强关联及拓扑量子相。

项目面临的挑战

当今的量子模拟器会受到退相干效应的影响，而这种效应会破坏对量子信息技术和计算至关重要的纠缠量子态。解决这些问题对于为下一代可靠的量子技术（包括拓扑量子计算机和新型量子计量学）铺平道路至关重要。

研究团队正开辟一条新路径，结合了合成维度、暗态工程和动力学规范场。QUASIMODO项目的研究方向与全球其他竞争项目在几个方面存在差异。它使用了编码在原子自旋中的合成维度，从而能够实现显著更大的拓扑带隙以及激光诱导损耗更低的暗态光学晶格。该团队还引入了基于纠缠的可观测量，作为一种全新的诊断工具，用于在实验室中直接测量多体关联。

维尔纽斯大学的贡献——理论与高性能计算

来自维尔纽斯大学理论物理与天文研究所的科学家负责与作用于超冷原子的合成规范场以及自旋压缩相关的理论工作和高性能计算。每个理论概念都将在项目合作伙伴运营的三个不同的实验平台上进行测试。这确保了稳健的交叉验证，并降低了科研风险。

维尔纽斯大学团队由Juzeliūnas教授领导。他是冷原子与量子光学课题组负责人，是最早提出在超冷原子中创建人工自旋轨道耦合的可行方案的学者之一，并且在冷原子人工磁场以及慢光领域也做出了基础性的重要工作。

由长期合作联结而成的联盟

QUASIMODO联盟汇集了来自五个国家的六个研究团队。项目协调人是德国康斯坦茨大学的Oded Zilberberg教授。合作伙伴包括：马克斯·普朗克量子光学研究所（德国）、ICFO – 光子科学研究所（西班牙）、波兰科学院物理研究所（波兰）以及卡斯特勒·布罗塞尔实验室（法国）。

此次合作建立在以往成功合作的基础之上，包括QuantERA项目DYNAMITE、DFG FOR5688联盟以及立陶宛-波兰双边Daina项目。该联盟的启动会议——国际研讨会“与多组分超冷原子的量子模拟”——于2026年6月4日至6日在维尔纽斯举行，由维尔纽斯大学的科学家组织。

“最让我兴奋的是，我们的理论模型将与尖端实验紧密结合，这最终使我们能够直接测量这些系统中复杂的量子纠缠。能有这样的机会去突破量子模拟的边界，探索那些经典计算已无法企及的领域，让我备受鼓舞，”Zilberberg教授说道。

关于项目与QuantERA计划

到项目结束时，成功的标志将是：展示出稳健拓扑相、涌现分数化现象（即激发获得分数量子数）以及逼近量子传感器海森堡极限的强压缩自旋态——从而确立多组分超冷原子作为构建可靠量子技术的重要平台的地位。

该项目为期36个月，总预算为1,377,011欧元。

由欧洲量子技术研究资助网络QuantERA发起的此次项目征集，于2025年9月公布，由来自29个国家的34个研究资助机构组织。此次征集收到了创纪录的287份申请，其中39个项目被选为优胜者——这清晰地表明，量子研究界正寻求通过国际合作来探索海量新思想。