Harvardo mokslininkai pirmą kartą stebėjo naują medžiagos būseną, kurios egzistavimo hipotezė buvo iškelta beveik prieš pusę amžiaus. Šią medžiagą, vadinamą kvantinio sukino skysčiu, potencialai būtų galima panaudoti kvantiniams skaičiavimams ir ji taip galėtų paspartinti artėjantį paradigmos poslinkį nuo klasikinio skaičiavimo.
Harvardo mokslininkai pirmą kartą stebėjo naują medžiagos būseną, kurios egzistavimo hipotezė buvo iškelta beveik prieš pusę amžiaus, praneša New Atlas.
Silikono lašeliai, panaudoti iliustruoti kvantinių dalelių judesius © Aleks Labuda
Šią medžiagą, vadinamą kvantinio sukino skysčiu, potencialai būtų galima panaudoti kvantiniams skaičiavimams ir ji taip galėtų paspartinti artėjantį paradigmos poslinkį nuo klasikinio skaičiavimo.
Harvardo mokslininkai įrodė prieš daug dešimtmečių iškeltą hipotezę
1973 metais fizikas Philip Anderson iškėlė egzotiškos materijos būsenos, vadinamos kvantinio sukinio skysčiu egzistavimo hipotezę. Atšaldytos medžiagos elektronai nesistabilizuotų, kaip įprastose magnetinėse medžiagose. Vietoje to, elektronai kvantinio sukinio skysčiuose susisietų tarpusavyje ir, paklusdami keistiesiems kvantinės mechanikos dėsniams, nuolat keistųsi vietomis. Pranešime spaudai, Harvardo mokslininkai apibūdina tai kaip „vieną iš labiausiai susisietų kada nors gautų kvantinių būsenų.“
Po beveik 50 metų, Harvardo komanda pirmą kartą sukūrė ir atidžiai stebėjo kvantinio sukinio skystį, taip įrodydami Andersono hipotezę. Medžiagai sukurti jie panaudojo kvantinį simuliatorių, lazeriais gardelėje išlaikančiais 219 atomus. Šiais lazeriais atomus galima kontroliuoti, netgi keisti jų elektronų sukinius, ir taip tirti medžiagų elgseną mikromasteliu.
Naujosios Harvardo mokslininkų sukurtos medžiagos ypatingos savybės gali padėti padėti kvantiniams skaičiavimams. Komanda tyrimo rezultatus publikavo Science žurnale. „Tai išties ypatingas momentas šiai sričiai, – pranešime pažymi tyrimo autorius Mikhail Lukin. – Galima liesti, stumdyti, baksnoti šią egzotišką būseną ir manipuliuoti ja, taip suprantant jos savybes. … Tai nauja materijos būsena, kurios anksčiau niekam nėra pavykę stebėti.“
Kvantinis kvantinių skaičiavimų šuolis?
O konkrečiau, Harvardo atliktas kvantinio sukinio skysčio tyrimas gali padėti sukurti patikimesnius kubitus, kurie yra klasikiniuose kompiuteriuose naudojamų bitų atitikmuo. Nors kubitai gali apdoroti didžiulius duomenų kiekius per meną dalelę laiko, kurio prisireikia klasikiniuose kompiuteriuose, juos itin sunku stabilizuoti, nes jie labai jautrūs tokiems išorės poveikiams, kaip temperatūra ir vibracija.
Pasak tyrimo vyr. autorės, Giulia Semeghini, komanda parodė „pačius pirmuosius tokio topologinio kubito kūrimo žingsnius, bet dar būtina pademonstruoti galimybę juos koduoti ir mainpuliuoti. Dar reikia daug ką ištirti“. Harvardo mokslininkai ir toliau tyrinės kvantinio sukinio skysčius, siekdami padėti sukurti stabilius kubitus, kvantinių skaičiavimų statybinius blokus.
Chris Young / interestingengineering.com
