Istraživanje korištenjem kvantnog kompjutera kao fizičke platforme za kvantne eksperimente pronašlo je način da se dizajniraju i karakteriziraju magnetski objekti po mjeri pomoću kvantnih bitova ili kubita. To otvara novi pristup razvoju novih materijala i robusnog kvantnog računarstva.
“Uz pomoć kvantnog žarišta, demonstrirali smo novi način uzorkovanja magnetnih stanja”, rekao je Alejandro Lopez-Bezanilla, virtuelni eksperimentator u Teoretskom odjelu u Nacionalnoj laboratoriji Los Alamos. Lopez-Bezanilla je odgovarajući autor rada o istraživanju u Science Advances.
“Pokazali smo da magnetna kvazikristalna rešetka može ugostiti stanja koja prelaze nula i jednobitna stanja klasične informacione tehnologije”, rekao je Lopez-Bezanilla. “Primjenom magnetnog polja na konačan skup spinova, možemo oblikovati magnetni pejzaž kvazikristalnog objekta.”
“Kvazikristal je struktura sastavljena od ponavljanja nekih osnovnih oblika koji slijede pravila koja se razlikuju od pravila regularnih kristala”, rekao je.
Za ovaj rad s Cristianom Nisolijem, teoretskim fizičarem također u Los Alamosu, kompjuter za kvantno žarenje D-Wave poslužio je kao platforma za izvođenje stvarnih fizičkih eksperimenata na kvazikristalima, umjesto da ih modelira. Ovaj pristup “dopušta da materija razgovara s vama”, rekla je Lopez-Bezanilla, “jer umjesto da pokrećemo kompjuterske kodove, idemo pravo na kvantnu platformu i postavljamo sve fizičke interakcije po volji.”
Usponi i padovi kubita
Lopez-Bezanilla je odabrao 201 kubit na D-Wave kompjuteru i spojio ih jedan s drugim kako bi se reproducirao oblik Penroseovog kvazikristala.
Otkako je Roger Penrose 1970-ih osmislio aperiodične strukture nazvane po njemu, niko nije rotirao svaki od njihovih čvorova da bi posmatrao njihovo ponašanje pod dejstvom magnetnog polja.
“Povezao sam kubite tako da su svi zajedno reproducirali geometriju jednog od njegovih kvazikristala, takozvanog P3”, rekao je Lopez-Bezanilla. “Na svoje iznenađenje, primijetio sam da primjena specifičnih vanjskih magnetnih polja na strukturu čini da neki kubiti pokazuju i gore i dolje orijentacije s istom vjerovatnoćom, što dovodi do toga da kvazikristal P3 usvoji bogat izbor magnetnih oblika.”
Manipuliranje snagom interakcije između kubita i kubita sa vanjskim poljem uzrokuje da se kvazikristali smjeste u različite magnetne aranžmane, nudeći mogućnost kodiranja više od jednog bita informacija u jednom objektu.
Neke od ovih konfiguracija ne pokazuju precizan poredak orijentacije kubita.
“Ovo može ići u našu korist”, rekla je Lopez-Bezanilla, “jer bi oni potencijalno mogli ugostiti kvantne kvazičestice od interesa za informatičku nauku.” Spin kvazičestica je sposobna da prenosi informacije imune na vanjsku buku.
Kvazičestica je zgodan način da se opiše kolektivno ponašanje grupe osnovnih elemenata. Svojstva kao što su masa i naboj mogu se pripisati nekoliko okretaja koji se kreću kao da su jedno.
Izvor: www.sciencedaily.com
Pratite nas na Facebook-u | Twitter-u | YouTube-u
WPAP (8847)
