我國學者在超冷化學量子模擬研究領域取得進展

新華社合肥7月6日電 中國科學技術大學潘建偉教授及其同事趙博、陳宇翱等在超冷分子和超冷化學量子模擬研究領域取得重要進展，首次在實驗上直接觀測到超低溫度下弱束縛分子與自由原子間發生的量子態可分辨的化學反應，並實現了其動力學的探測，從而向基於超冷分子的超冷量子化學研究邁進了重要一步。國際權威學術期刊《自然·物理學》4日以研究長文的形式發表了這一研究成果。

量子計算和模擬具有強大的並行計算和模擬能力，不僅為經典計算機無法解決的大規模計算難題提供有效解決方案，也可有效揭示復雜物理系統的規律，為新能源開發、新材料設計等提供指導，大幅降低用真實材料做試驗投入的時間和資金。諾貝爾物理學獎獲得者弗蘭克·維爾切克曾指出，量子模擬“將成為化學和材料科學的核心工具”。

在接近絕對零攝氏度的溫度下，分子的化學反應完全由量子力學主導，將顯著地改變化學反應的行為。但限於之前的研究水平，超低溫下量子態可分辨的化學反應迄今尚未被實驗實現。

近期，中國科大團隊首次成功觀測到了超低溫下弱束縛的分子和原子發生的可控化學反應。他們巧妙地利用弱束縛分子的束縛能可以調節的特性，精確控制反應中釋放的能量，實現了對反應產物的囚禁。在此基礎上利用射頻場操作技術，成功探測了反應的分子產物和原子產物，並進一步研究了其反應動力學，實驗結果証實了弱束縛分子之間化學反應通道的選擇性。

該實驗的重要意義在於，這是第一次在超冷化學反應中觀測到量子態可分辨的化學反應，從而將化學反應動力學的實驗研究推進到量子水平。《自然·物理》審稿人對此給予高度肯定，評價“探測超冷化學反應的產物是目前該領域的重大研究目標，本工作向這個目標邁出了第一步”。並認為該工作是超冷化學領域的一個重要的裡程碑，將引起化學和物理研究者的廣泛興趣。（記者 徐海濤）