嚴正（左）和孟子楊。港大供圖香港文匯報訊（記者 高鈺）現代日常生活中有着不少利用量子相關技術製成的科技產品，比如太陽能電板和鋰電池。隨着科技發展，發掘新一代的量子材料，對於超高速量子電腦、高容量信息和能量儲存等革新高科技的開發至關重要。香港大學物理團隊最新開發了一套嶄新的運算方法，可對受限量子材料的模型作出精確計算，成功解開了量子二聚體模型（Quantum Dimer Model，QDM）中一個長達幾十年的難題。該研究揭示了神秘粒子「任意子（vison）」之間的相互作用，及這種粒子的真實性質，基於這些特性，有望幫助科學家發展下一代的量子信息科技產品。
是次研究由港大物理與天文學研究部博士後研究員嚴正及副教授孟子楊，與多名內地大學學者合作進行，並已於學術期刊《npj量子材料》中發表論文。因應量子材料的複雜性，其中億萬量級的電子之間複雜的相互作用，及電子的行為必須遵從某些限制規則的受限體系，有關的計算模擬非常困難，港大研究團隊就此開發了一種新算法「掃描團簇量子蒙特卡洛算法」，來全面破解三角晶格量子二聚體模型之謎。
通過新算法，以及在天河2號超級電腦上進行大規模並行計算，港大團隊在沒有高能激發的干擾下，清晰觀測並發現了「任意子」和二聚體的激發，並在受限體系中成功撲捉「任意子」。而在研究中，團隊通過清晰地剖析了拓撲序中「任意子」的相互作用和行為，可望幫助科學家進一步發展下一代的量子信息科技產品。
孟子楊表示，對於量子多體材料和模型，人們都意識到其對於社會發展的重要性，但由於研究本身的困難程度，每一步的突破都極具意義。是次團隊在算法上的成功，「一下子打開了研究受限量子材料模型的大門，可預期會為發展新一代量子材料帶來更多具影響力的成果。 」