1859年提出的黎曼假说是千年未解的六大难题之一，它的证明极大地促进了对素数分布规律的理解。长期以来，学术界越来越关注黎曼 zeta 函数的非平凡零点。这使物理学家能够重现质数，并激发他们用可行的量子方法发现黎曼假设的本质。
为了实现黎曼零点位置的高精度测量，中国科学院中国科学技术大学（USTC）郭光灿教授的研究团队采用了俘获离子系统。在捕获离子系统中测量 Floquet 动力学的实验程序。
该团队与西班牙理论物理学家 Charles Creffield 教授和 German Sierra 教授一起，通过使用保罗陷阱中的俘获离子量子位，通过微波场定期驱动，对前 80 个黎曼零点进行了实验测量。结果于 7 月 14 日发表在 NPJ Quantum Information 上。
在所有可能的解中，希尔伯特-波利亚猜想结合了黎曼 zeta 函数和量子理论。该猜想假设存在一个量子系统，其中哈密顿量的特征值与黎曼零点一致。研究人员被这个猜想所吸引，发现了许多潜在的静态哈密顿量。但是这些静态哈密顿量很难通过实验测量。
在这项工作中，研究人员选择不证明黎曼假设，而是通过使用先进的量子技术提供数学对象的物理体现。在俘获离子系统中，离子受到一个时间周期的驱动场，其行为因此被 Floquet 理论描述。当一种被称为“隧道相干破坏”的效应出现时，他们可以观察到随着驱动参数的变化，量子比特的动力学冻结。
由于高保真量子运算和长相干时间，研究人员实现了 30 个驱动周期并测量了前 80 个黎曼零点，比之前的工作提高了近两个数量级。
该工作为研究人员研究希尔伯特-波利亚猜想，深入了解黎曼假设与量子系统之间的联系提供了重要的实验基础。
上一篇：环境检测领域，我国实现重要突破
8
449717568