Успешно построен самый сложный двумерный временной кристалл
Испанские ученые использовали сверхпроводящий квантовый компьютер IBM для создания сложнейшего временного кристалла в виде двумерной решетки, что открывает новые пути для проектирования материалов
Short Summary
Ученые из Международного физического центра Доностии в Испании с помощью сверхпроводящего квантового процессора IBM создали самый сложный на сегодняшний день временной кристалл — квантовую систему, которая периодически повторяется во времени, подобно «вечному двигателю» или неостанавливающемуся маятнику. Это достижение, опубликованное в журнале «Природа: коммуникации», знаменует собой значительный скачок в сложности по сравнению с предыдущими одномерными структурами.
В отличие от ранних одномерных временных кристаллов, новая конструкция является двумерной и использует 144 сверхпроводящих кубита, расположенных в виде сотовой решетки. Каждый кубит имитирует квантовый спин, а взаимодействие между ними можно программировать. Система спонтанно входит в стабильное состояние периодических колебаний во времени — ключевую характеристику временного кристалла. Исследователи также смогли построить фазовую диаграмму системы, что является критически важным инструментом для понимания сложных квантовых материалов.
Эксперимент, хотя и проведен на квантовом оборудовании, потребовал проверки с помощью классических вычислительных методов из-за шумов и ошибок современных квантовых процессоров. Ученые подчеркивают, что именно этот диалог между классическими и квантовыми подходами является важным шагом к будущему проектированию материалов. Прорыв не только продвигает изучение квантовой материи, но и может стать мостом между квантовыми вычислениями и квантовыми сенсорами, открывая новые возможности для междисциплинарных приложений.
Первый двумерный временной кристалл
Исследователи создали временной кристалл в виде двумерной сотовой решетки, что является значительным усложнением по сравнению с предыдущими одномерными версиями
Использование 144 кубитов
Эксперимент задействовал 144 программируемых сверхпроводящих кубита квантового процессора IBM для моделирования системы взаимодействующих квантовых спинов
Построение фазовой диаграммы
Ученые смогли составить полную фазовую диаграмму системы, что является ключевым для понимания и классификации состояний сложных квантовых материалов
Гибридный классическо-квантовый подход
Из-за несовершенства современных квантовых компьютеров результаты были проверены классическими вычислениями, что подчеркивает важность комплементарности методов для прогресса в этой области
Text generated using AI
