Ein Computerchip. Nationale Universität für Wissenschaft und Technologie
Wir nähern uns dem Quanten.
Ein Team von Wissenschaftlern hat gerade experimentell die Existenz einer neuen Art von Quasiteilchen bewiesen, die uns laut einer aktuellen Studie einen wesentlichen Schritt näher an die Metamaterialien bringen könnte, die für den Betrieb von Quantencomputern erforderlich sindveröffentlicht in der ZeitschriftPhysische Überprüfung B.
Wir sind noch nicht da, aber die Verwendung von künstlicher Materie wie dieser könnte dazu beitragen, noch mehr "theoretische Lücken" für reale Quantencomputer zu schließen.
Metamaterial-Quantensimulatoren können Eigenschaften entdecken, die in der Natur nicht existieren
Wenn wir Quantencomputer bauen, werden wir dies wahrscheinlich mit supraleitenden Qubits tun. Aber die Computertechnologie der nächsten Generation ist stark von Dekohärenz betroffen, die die Lebensdauer von Qubits verkürzt und zu Rechenfehlern führtQubit-Arrays sind bemerkenswert schwer zu kontrollieren, weshalb Metamaterial-Quantensimulatoren eine einzigartige Perspektive für die Erforschung und Entwicklung von Quantencomputing bieten, da sie nicht in großen Mengen benötigt werden, um die Kontrolle über die Elektronik auszuüben.Quantensimulatormethode beinhaltet die Erzeugung künstlicher Materie aus Qubits, und diese synthetischen folgen immer noch den gleichen Gesetzen, die in Gleichungen beschrieben werden, die die reale Materie tut. Andererseits können Wissenschaftler den Simulator so programmieren, dass ein Simulator Materie mit neuartigen Eigenschaften verkörpern kann, dienoch nie jemand in der Natur gesehen.
Supraleitende Qubit-Arrays werden durch das Bose-Hubbard-Modell beschrieben, das gebundene Bosonenpaare, auch Dublonen genannt, darstellt, und diese sind das Ergebnis einer starken Quanten-Nichtlinearität. „Die topologische Physik von Dublonen wurde in einer Reihe neuerer theoretischerfunktioniert", lesenein Blogbeitrag auf der offiziellen Website der russischen Nationalen Universität für Wissenschaft und Technologie NUST. "Die experimentelle Untersuchung der topologischen Eigenschaften von gebundenen Photonenpaaren fehlt jedoch noch." Das Wissenschaftlerteam, das von NUST MISIS, dem Russian Quantum Center, der Bauman Moscow State Technical University, der ITMO University, dem Dukhov Automatics Research Institute VNIIA und das Ioffe Institute verwendeten zusammen ein supraleitendes Array von Qubits, um einen Quantensimulator zu entwerfen und zu bauen.
Russische Physiker bewiesen, dass 'dublone topologische Anregungen' existieren
"Indem wir die Eigenschaften von Qubits registrieren, können wir Rückschlüsse auf eine breitere Klasse physikalischer Systeme ziehen, die durch die gleichen Gleichungen beschrieben werden", sagte Nachwuchsforscher Ilya Besedin vom NUST MISIS Laboratory of Supraconductor Metamaterials in dem Blogbeitrag. "Und wennändern wir die Parameter dieser Gleichungen kontrolliert, dann kann ein solches Gerät als 'spezialisierter Simulator' betrachtet werden." Dies wird keine genaue Übereinstimmung mit einem realen Quantencomputer erzeugen, "aber seine Skalierung erfordert deutlich weniger Ressourcen".." Das Experiment ergab schließlich, dass Dublonen auch einen "Kantenzustand" bilden können.
"Wir konnten sehen, wie Dublonen diese Zonen bilden, und wir konnten sogar erkennen, wie ein Randdublonenzustand am oberen Rand der Dublonenzone auftrat, als wir die Länge des Arrays vergrößerten", fügte Besedin im Blogbeitrag hinzu. Das ist eine beeindruckende Entwicklung, da es der erste Beweis dafür ist, dass eine neuartige Art von Quasiteilchen, genannt topologische Dublonenanregungen, inmitten von Qubit-Ketten entstehen kann. Physikerteams analysieren derzeit weltweit supraleitende Qubits und Quantenschaltungen, und diese neueste Studie bringt die Welt derWissenschaftler und mehrere Branchen näher als je zuvor praktische Quantencomputertechnologie.