本报讯  5月31日，中国科大杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室研究团队在世界上首次观察到宇称时间对称，该观测方法及其过程突破了传统量子体系中对量子系统的调控方法，加深了量子系统相互作用的理解，有助于人们更好认识微观世界的奇妙性质。相关成果刊登在国际权威期刊《科学》上。

实现对量子系统的调控是人类认识并利用微观世界规律的必然诉求，也是诸多前沿科学领域的核心要素。自旋作为一种重要的量子调控研究体系，在世界各国的量子计划中均被列为重点研究对象。杜江峰研究组长期在固态自旋量子调控及应用方面进行研究，系统性提出了固态自旋量子调控实验方法新理念，并立足国内自主研制了一系列国际领先的自旋调控实验装备，在自制装备上系统性地发展了单自旋量子调控技术，把微观磁共振手段推广应用于物理、生物、化学等前沿科研中。本文是他们继实现世界最高精度的单自旋量子操控之后，将目标聚焦于如何在单自旋体系中实现非厄米哈密顿量的操控，以期实现新奇的物理学现象观测。

众所周知，量子体系的状态演化由哈密顿量确定并服从薛定谔方程。在传统量子力学框架中，实的能量本征值由哈密顿量满足厄米性所保障。然而，Bender于1998年提出一类满足宇称时间对称性的非厄米哈密顿量也可保证物理能量本征值为实数，可以描述包括开放系统在内更普遍的对象，从而拓展了量子力学的范畴。

杜江峰研究组提出了一种新理论方案，通过引入一个辅助比特在量子系统中研究由非厄米哈密顿量所支配的演化规律。该方法对非厄米哈密顿量本身没有任何限制，包括任何维度及含时演化，均只需要消耗一个辅助比特的代价来实现。基于此方案，研究组将金刚石中的一个氮-空位缺陷中的电子自旋用作系统比特，一个核自旋作为辅助比特，实现了宇称时间对称哈密顿量，并观测到宇称时间对称性破缺现象。实验结果首次展示了单自旋量子态在宇称时间对称哈密顿量支配下的演化。通过调节哈密顿量的参数，可以清晰地观测到从对称性未破缺到对称性破缺的相变过程。实验结果验证了新方案的可行性，为进一步研究非厄米哈密顿量相关的新奇物理性质提供了坚实的基础。

该工作使得人们能够用一种更普遍的方式来实现量子调控，从而开启了实验研究非厄米量子力学的新篇章。

博士研究生伍旸和硕士研究生刘文权为该文并列第一作者，杜江峰院士和荣星研究员为论文的共同通讯作者。     (范琼)