Ученые-квантовые физики из Trinity, совместно с исследователями из IBM Dublin, успешно провели моделирование супердиффузии в системе взаимодействующих квантовых частиц с использованием квантового компьютера.

Этот важный шаг представляет собой первый этап в выполнении сложных вычислений в области квантового транспорта на квантовом оборудовании. По мере усовершенствования квантовых технологий, такие исследования обещают пролить новый свет на физику конденсированного состояния и материаловедение.

Это исследование также представляет собой один из первых результатов программы стипендий TCD-IBM для преддокторантов, созданной совместно, где IBM привлекает аспирантов для совместной работы с учеными из Trinity. Статья на эту тему была опубликована в журнале Nature NPJ Quantum Information.

IBM, мировой лидер в области квантовых вычислений, использовал квантовый компьютер, состоящий из 27 сверхпроводящих кубитов (основных элементов квантовой логики) для этого исследования. Этот квантовый компьютер находится в лаборатории IBM в Йорктаун-Хайтс, штат Нью-Йорк, и управляется удаленно из Дублина.

В настоящее время квантовые вычисления являются одной из самых обещающих технологий, и ожидается, что они приблизятся к коммерческим применениям в ближайшем будущем. Кроме того, они могут решать важные фундаментальные вопросы в науке. Это исследование решает одну из таких задач, связанных с квантовым моделированием.

Профессор Trinity Джон Гулд, директор Trinity Quantum Alliance, подчеркивает важность этой работы и идею квантового моделирования: "Моделирование динамики сложной квантовой системы с множеством взаимодействующих компонентов представляет собой сложную задачу для классических компьютеров. Наше исследование затрагивает модель цепочки Гейзенберга, и нас интересует долгосрочное поведение спиновых возбуждений в системе, которое можно описать как супердиффузию. Идея использования квантовых систем для моделирования квантовой динамики восходит к Ричарду Фейнману и предполагает, что квантовые компьютеры могут эффективно моделировать квантовые системы, избегая ограничений классических компьютеров".

Команда успешно смоделировала супердиффузию в этой системе, что представляет собой важное достижение в исследованиях квантовой динамики.