Физики из США использовали квантовый компьютер для создания и изучения свойств так называемой квантовой спиновой жидкости, особой формы материи, чье существование было предсказано нобелевским лауреатом Филипом Андерсоном в 1973 году. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Гарвардского университета со ссылкой на статью в журнале Science.
"Это особенный момент для науки. Теперь мы можем в буквальном смысле дотронуться до квантовой спиновой жидкости, манипулировать ее состоянием и изучать ее свойства. По своей сути, это неизвестное нам состояние материи, которое никогда в прошлом не наблюдалось", - заявил профессор Гарвардского университета Михаил Лукин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Квантовая спиновая жидкость представляет собой экзотическую форму материи, чьи магнитные свойства постоянно меняются в результате взаимодействий между ее электронами, которые не прекращаются даже при сверхнизких температурах. По мнению многих физиков, создание и изучение квантовых спиновых жидкостей проложит дорогу для разработки "комнатных" сверхпроводников и стабильных ячеек квантовой памяти.
Профессор Лукин и его коллеги сделали большой шаг в сторону решения этих задач. Как отмечают исследователи, это стало возможным благодаря тому, что в начале этого года Лукин и его коллеги объявили о создании программируемого адиабатического квантового компьютера, который содержит в себе сразу 256 квантовых битов.
Новая форма материи
Большое число кубитов в этом компьютере, как отмечают физики, дало им возможность воспроизвести то, как взаимодействуют друг с другом частицы внутри спиновой жидкости. Для этого ученые поменяли свойства 219 квантовых битов и расположили их в пространстве таким образом, что те начали взаимодействовать друг с другом так же, как это делают электроны в теории Андерсона.
После этого физики начали наблюдать за тем, как менялись свойства кубитов с течением времени, сравнивая результаты этих замеров с предсказаниями теории. Как оказалось, кубиты, выстроенные в шестиугольную решетку, меняли свои магнитные свойства ровно таким образом, как об этом писал Андерсон в 1973 году.
Подтвердив существование квантовой спиновой жидкости, профессор Лукин и его коллеги изучили ее физические свойства, а также попытались приспособить данную форму материи для создания квантовых ячеек памяти, защищенных от большинства внешних помех. Первые предварительные опыты, по словам исследователей, убедили их в том, что это возможно на практике.
Последующие эксперименты с квантовой спиновой жидкостью, как надеются Лукин и его коллеги, помогут реализовать эти идеи и позволят физикам разработать кубиты, защищенные от случайных сбоев в их работе. Их создание резко расширит практическую применимость квантовых компьютеров, подытожили ученые.
По информации https://nauka.tass.ru/nauka/13098703
Обозрение "Terra & Comp".
