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物理500彩票张进副教授联合QuEra Computing 公司、爱荷华大学和加州大学河滨分校的研究团队，在可编程原子阵列量子模拟器中首次清晰探测到量子浮动相（quantum floating phase）。相关成果以 “Probing quantum floating phases in Rydberg atom arrays” 为题，发表在国际顶级学术期刊《Nature Communications》上。
图1，(a)原子首先被装载到由空间光调制器（SLM）生成的双腿光镊梯形阵列中，随后利用由一对交叉声光偏转器（AOD）控制的第二组移动光镊，将它们重新排列成无缺陷的图案；(b)利用结构因子展示了格点间距为ay= 2 ax的双腿光镊梯形阵列的基态相图；(c)实验测得的里德堡态占据密度展示了Zp有序相和量子浮动相的特征。
研究团队揭示了晶体融化过程中畴壁的产生与扩散机制，并在密度–密度关联的傅里叶谱中观测到连续漂移的非整周期峰值，这一结果为公度–非公度相变及相关的非平衡动力学研究提供了新的实验支撑，展示了中性原子量子模拟器在探索复杂相变机制方面的巨大潜力。
长期以来，公度与非公度的转变是量子相变研究的重要课题。理论预言，在整周期有序密度波与无序相之间，会出现一种具有准长程关联和非整周期波矢特征的量子浮动相。然而，由于该相通常仅出现在极窄或强相互作用区域，实验观测一直充满挑战。
为突破这一瓶颈，张进课题组基于里德堡原子阵列设计出一种双链梯子结构，使量子浮动相能在实验可控的参数范围内大尺度出现，并可通过逐格点测量直接观测其微观特性。理论计算表明，当系统满足特定几何条件时，可实现Z3x Z2对称性自发破缺，从而在晶体融化过程中形成宽广的量子浮动相。利用密度矩阵重整化群（DMRG）算法，团队绘制并确认了体系的完整相图。
在实验方面，QuEra Computing 团队利用铷原子量子模拟器实现了该梯子结构，并通过绝热演化技术制备不同参数下的基态。实验结果显示，从Z3x Z2晶体跨越量子浮动相至Z4晶体的过程中，浮动相的震荡信号与理论预测高度一致。傅里叶分析进一步揭示波矢的连续漂移特性，证实了浮动相的非公度本质。
该研究展示了里德堡原子阵列的高度可编程性与结构多样性，为探索多体量子相和低维临界现象提供了强大实验平台。论文第一作者为500彩票
张进副教授和QuEra Computing 公司实验物理学家 Sergio H. Cantú，通讯作者为张进、Sergio H. Cantú 和 Fangli Liu。研究得到国家自然科学基金（项目编号 12304172、12347101）、重庆市自然科学基金（项目编号 CSTB2023NSCQ-MSX0048、CSTB2024YCJH-KYXM0064）及中央高校基本科研业务费项目（项目编号 2023CDJXY-048、2020CDJQY-Z003）资助。
相关论文链接：//doi.org/10.1038/s41467-025-55947-2。
