经过十多年的科研努力，中国科学技术大学潘建伟院士团队成功构建了求解费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器。这一突破超越了经典计算机的模拟能力，首次验证了该体系中的反铁磁相变，迈出了获得该模型低温相图和理解高温超导机理的关键第一步，同时也开启了构建专用量子模拟机的新篇章。相关研究成果于7月10日发表在国际学术期刊《自然》上。
费米子哈伯德模型是研究晶格中电子运动规律的简化模型，被认为是解释困扰物理学界近四十年的高温超导机理的核心。一旦理解了其物理机制，就能够大规模设计、生产和应用新型高温超导材料，从而在电力传输、医学和超级计算等领域带来变革性影响。
潘建伟院士介绍，量子计算为解决许多经典计算机难以处理的问题提供了全新方案。国际学术界将量子计算的发展分为三个阶段：
第一阶段是超越经典超级计算机的计算能力，实现“量子计算优越性”。随着美国谷歌公司“悬铃木”以及中国科大“九章”系列和“祖冲之号”系列量子计算原型机的问世，这一阶段的目标已达到。
第二阶段是实现专用量子模拟机，以解决如费米子哈伯德模型等重要科学问题，这是当前的主要研究目标。
第三阶段是在量子纠错的辅助下实现通用容错量子计算机。
中国科学技术大学陈宇翱教授介绍，反铁磁相变是指当系统温度降低到某一临界温度以下时，材料从顺磁性状态（电子自旋方向无序排列）突然转变为电子自旋有序排列的反铁磁状态。构建量子模拟器以验证包括掺杂条件下的反铁磁相变，是实现能求解费米子哈伯德模型的专用量子模拟机的第一步，也是获得该模型低温相图的重要基础。
研究团队经过多年的研究和攻关，取得了多项技术突破，创新性地将盒型光势阱和平顶光晶格技术结合起来，实现了空间均匀的费米子哈伯德体系的绝热制备。该体系包含约80万个格点，比目前主流实验的几十个格点规模提高了约4个数量级，直接观察到了反铁磁相变的确凿证据，从而首次验证了费米子哈伯德模型在掺杂条件下的反铁磁相变。
这一科研成果推进了对费米子哈伯德模型的理解，为进一步求解该模型和获取其低温相图奠定了基础，也首次展现了量子模拟在解决经典计算机无法处理的重大科学问题上的巨大优势。《自然》杂志的审稿人对该工作高度评价，称其“有望成为现代科技的里程碑和重大突破”，“标志着该领域向前迈出了重要的一步”。