港大研新運算法 解構受限量子材料

2021-04-30 06:40
孟子楊(右)率領的研究團隊,開發一套嶄新的運算方法,可對「受限量子材料」的模型作出精確的計算。
孟子楊(右)率領的研究團隊,開發一套嶄新的運算方法,可對「受限量子材料」的模型作出精確的計算。

太陽能電板和鋰電池等科技產品,均以量子材料技術製成,惟受新一代量子材料電子之間的關聯效應所限,難以進行研究,窒礙科技發展。香港大學理學院的研究團隊開發嶄新的運算方法,揭示神秘粒子「任意子(vison)」之間的相互作用和行為,有助科學家發展下一代的量子訊息科技產品。

新一代量子材料能製成人工智能計算晶片、無損能量傳輸的高溫超導體等科技,當中部分量子材料,其「內在」除存有數以億計須遵從量子力學發生相互作用的電子外,電子行為還必須遵從某些限制規則,被稱為「受限量子材料」,但缺乏以現代數值方法來計算建立的微觀模型。

助拓下一代科技產品

港大物理與天文學研究部副教授孟子楊率領的團隊,為補上相關缺口,與中國礦業大學、北京航空航天大學及復旦大學的科研團隊合作,最終成功開發一套嶄新的運算方法,可對「受限量子材料」的模型作出精確的計算。

團隊形容過往計算「受限量子材料」時,所有模擬必須在受限的規則下進行,這就好像逼使一輛大貨車在一條蜿蜒曲折的小道中高速行駛般危險,而新的計算方法則大大改善現狀,更成功捕捉總是成對出現的神秘粒子「任意子」,發現任意子並不如科學家猜想般以弱相互作用耦合,而是存在一些明顯的相互作用。

團隊又結合隨機解析延拓技術一併分析,更得到單任意子、二聚體(模型中一對耦合的任意子)和任意子捲積(基於弱相互作用的任意子對)的能譜,清晰地剖析了拓撲序中任意子的相互作用和行為,讓科學家可基於這些特性,進一步發展下一代的量子訊息科技產品,推動科技進一步發展。



《星島日報》

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