Kubitit pistävät uuden spinin magnetismiin

Kvanttitietokonetta kvanttikokeilujen fyysisenä alustana käyttävä tutkimus on löytänyt tavan suunnitella ja karakterisoida räätälöityjä magneettisia objekteja kubitteja käyttämällä.

Tämä avaa uuden lähestymistavan kehittää uusia materiaaleja ja vankkaa kvanttilaskentaa.

"Kvanttiannealaarin avulla demonstroimme uuden tavan mallintaa magneettisia tiloja", sanoi Alejandro Lopez-Bezanilla, virtuaalikokeilija Los Alamosin kansallisen laboratorion teoreettiselta osastolta.

"Osoitimme, että magneettinen kvasikidehila voi isännöidä tiloja, jotka ylittävät klassisen tietotekniikan nollan ja yhden bitin tilat", Lopez-Bezanilla sanoo. "Soveltamalla magneettikenttää rajalliseen spinien joukkoon voimme muuttaa kvasikiteisen objektin magneettisen maiseman."

"Kvasikide on rakenne, joka muodostuu joidenkin perusmuotojen toistumisesta noudattaen erilaisia sääntöjä kuin tavallisilla kiteillä."

Tätä työtä varten teoreettisen fyysikon Cristiano Nisolin alustana toimi D-Waven kvanttihehkutustietokone todellisten fysikaalisten kokeiden suorittamiseksi kvasikiteillä niiden mallintamisen sijaan. Tämä lähestymistapa "antaa aineen puhua", Lopez-Bezanilla toteaa, "koska tietokonekoodien suorittamisen sijaan siirrymme suoraan kvanttialustaan ja asetamme kaikki fyysiset vuorovaikutukset haluamiksemme."

Lopez-Bezanilla valitsi 201 kubittia D-Wave-tietokoneessa ja liitti ne toisiinsa toistaakseen Penrosen aperiodisen rakenteen kvasikiteen muodon.

Kubittien välisen vuorovaikutusvahvuuden sekä ulkoisen kentän kubittien kanssa tapahtuvan manipulointi saa kvasikiteet asettumaan erilaisiin magneettisiin järjestelyihin, mikä tarjoaa mahdollisuuden koodata enemmän kuin yksi bitti informaatiota yhteen kohteeseen.

Joillakin näistä kokoonpanoista ei ole tarkkaa järjestystä kubittien suunnassa.

"Tämä voi olla meidän eduksemme", Lopez-Bezanilla sanoo, "koska ne voisivat mahdollisesti isännöidä informaatiotieteen kannalta kiinnostavaa kvanttista kvasihiukkasta." Spin kvasihiukkanen pystyy kantamaan informaatiota, joka on immuuni ulkoiselle kohinalle.

Aiheesta aiemmin:

Lämpöä siirtävä kvasihiukkanen