چه می شد اگر در یک دنیای مسطح دو بعدی زندگی می کردیم؟ فیزیکدانان پیش‌بینی می‌کنند که مکانیک کوانتومی در این مورد حتی عجیب‌تر خواهد بود و به ذرات عجیب و غریب - به اصطلاح «آنیون‌ها» - منجر می‌شود که نمی‌توانند در دنیای سه‌بعدی ما وجود داشته باشند. این دنیای ناآشنا فقط یک کنجکاوی نیست، بلکه می تواند کلید باز کردن قفل مواد کوانتومی و فناوری های آینده باشد.
با همکاری تیم هوش مصنوعی کوانتومی گوگل، دانشمندان دانشگاه فنی مونیخ و دانشگاه ناتینگهام از یک پردازنده کوانتومی بسیار کنترل شده برای شبیه سازی چنین حالت هایی از ماده کوانتومی استفاده کردند. نتایج آنها در شماره فعلی مجله علمی مشهور منتشر شده است علوم پایه.
ذرات کوانتومی ظهور در سیستم های دو بعدی
همه ذرات در جهان ما در دو نوع بوزون یا فرمیون هستند. در دنیای سه بعدی که ما در آن زندگی می کنیم، این مشاهده جامد است. با این حال، تقریباً 50 سال پیش از نظر تئوری پیش‌بینی شده بود که وقتی ماده به دو بعد محدود می‌شود، انواع دیگری از ذرات به نام آنیون‌ها می‌توانند وجود داشته باشند.
اگرچه این آنیون ها به عنوان ذرات بنیادی در جهان ما ظاهر نمی شوند، اما به نظر می رسد که ذرات آنیونی می توانند به عنوان برانگیختگی های جمعی در فازهای به اصطلاح توپولوژیکی ماده ظاهر شوند که در سال 2016 جایزه نوبل را دریافت کردند.
دکتر آدام اسمیت از دانشگاه ناتینگهام می‌گوید: «پیچاندن جفت‌های این آنیون‌ها با حرکت دادن آنها به دور یکدیگر در شبیه‌سازی، ویژگی‌های عجیب و غریب آنها را آشکار می‌کند - فیزیکدانان آن را آمار قیطانی می‌نامند».
یک تصویر ساده از این ناآرامی‌های جمعی، «موج» در جمعیت ورزشگاه است - این موج موقعیت کاملاً مشخصی دارد، اما بدون هزاران نفری که جمعیت را تشکیل می‌دهند، نمی‌تواند وجود داشته باشد. با این حال، تحقق تجربی و شبیه سازی چنین حالت های توپولوژیکی مرتب شده بسیار چالش برانگیز بود.
پردازنده های کوانتومی به عنوان یک پلت فرم برای شبیه سازی کوانتومی کنترل شده
در آزمایش‌های قابل توجه، تیم‌هایی از TUM، Google Quantum AI و دانشگاه ناتینگهام، پردازنده کوانتومی Google را برای شبیه‌سازی این حالت‌های دو بعدی ماده کوانتومی برنامه‌ریزی کردند. کوین ساتسینگر، دانشمند تیم گوگل، می گوید: «پردازنده کوانتومی گوگل، به نام Sycamore، می تواند دقیقاً کنترل شود و یک سیستم کوانتومی به خوبی ایزوله شده است، که یک نیاز کلیدی برای محاسبات کوانتومی است.
محققان یک الگوریتم کوانتومی برای تحقق یک حالت با نظم توپولوژیکی ابداع کردند که با شبیه سازی ایجاد انواع تحریکات و چرخاندن آنها به دور یکدیگر تایید شد. اثر انگشت درهم تنیدگی کوانتومی در فواصل طولانی را می توان در مطالعه آنها تایید کرد. به عنوان یک کاربرد ممکن، چنین حالت‌های مرتب شده از نظر توپولوژیکی می‌توانند برای بهبود رایانه‌های کوانتومی با اجرای روش‌های جدید تصحیح خطاها استفاده شوند. گام های اولیه برای رسیدن به این هدف قبلاً در کار آنها برداشته شده است.
پروفسور فرانک پولمن از TUM می گوید: «پردازنده های کوانتومی در آینده نزدیک یک پلت فرم ایده آل برای مطالعه فیزیک ماده عجیب و غریب فازهای کوانتومی خواهند بود. در آینده نزدیک، پردازنده‌های کوانتومی نوید حل مشکلاتی را می‌دهند که فراتر از حوزه ابررایانه‌های کلاسیک کنونی هستند.»
نقل قول: دانشمندان از یک پردازنده کوانتومی برای شبیه سازی حالت های دوبعدی ماده کوانتومی استفاده می کنند (2021، 2 دسامبر)، در 3 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-scientists-quantum-processor- simulate-2d بازیابی شده است. .html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- بهترین خرید کربن فعال
- متس جان سخت سوار MTA اتوبوس از طریق بدترین بیماری همه گیر کوروناویروس
- پنج یانکی ها که بیشترین سود را از کوتاه MLB برنامه
- کفش مک کویینن - آفلند
- بیش از حد شلوغ؟ این نکات را برای ساده کردن لباس بچگانه خود امتحان کنید
- شیلنگ - آیا این یک کلاهبرداری است؟
- Astros vs. Mariners prediction: Take Houston and Zack Greinke
- 'Don't cry': Derek Jeter را ماندگار یانکی ها لحظه از هیچ جا آمد
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی