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理论家展示了哪些椿まり量子系统适合于量子模拟

物理学 2022-05-11 23:59:07

德国亥姆霍兹研究中心协会 光学晶格中的超冷原子已经被考虑用于量子模拟

信用:aro/HZB 由教授领导的联合研究小组

柏林自由大学和柏林亥姆霍兹-曾特伦大学(HZB)的延斯·艾斯特展示了一种模拟复杂固态系统量子物理性质的方法

这是在复杂的固态系统的帮助下完成的,可以通过实验进行研究

这项研究发表在著名的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上

柏林自由大学教授、HZB大学联合研究小组负责人延斯·艾斯特解释说:“真正的目标是研制一种即使出现错误也能产生稳定结果并纠正这些错误的强大量子计算机。”

到目前为止,健壮的量子计算机的发展还有很长的路要走,因为量子比特对环境参数的最小波动反应极其敏感

但是现在,一种新的方法有望取得成功:詹斯·艾泽特、玛利亚·劳拉·贝兹和马雷克·格鲁扎周围的两位博士后研究了战后杰出的美国物理学家理查德·费曼的想法

费曼曾提议用具有量子物理性质的真实原子系统来模拟其他量子系统

这些量子系统可以由像珍珠一样串在一起的具有特殊自旋特性的原子组成,但也可以是离子阱、里德堡原子、超导量子比特或光学晶格中的原子

它们的共同点是可以在实验室里创造和控制

它们的量子物理性质可以用来预测其他量子系统的行为

但是哪些量子系统是好的候选者呢?有没有提前了解的方法? Eisert的团队现在已经使用数学和数字相结合的方法研究了这个问题

事实上,该小组表明,这种系统的所谓动态结构因子是对其他量子系统做出陈述的一种可能的工具

这个因子间接地映射了自旋或其他量子数随时间的变化,它是通过傅立叶变换计算的

“这项工作在两个世界之间架起了一座桥梁,”延斯·艾斯特解释道

“一方面是凝聚态共同体,它研究量子系统并从中获得新的见解,另一方面是量子信息学,它处理量子信息

这位科学家说:“我们相信,如果我们把两个世界结合在一起,就有可能取得巨大的进步。”

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