ملخصات الأبحاث

أطوار كَمية للمادة على نظام محاكاة كميةٍ قابل للبرمجة

.S. Ebadiet al
  • Published online:

التطبيقات بعيدة الأثر، بداية من تطبيقات المحاكاة الكمية لعمليات معقَّدة في مجالي الفيزياء والكيمياء، ووصولًا إلى تطبيقات معالجة المعلومات الكمية، شجعت جهودًا واسعة النطاق تُبذَل في الوقت الحالي من أجل تصميم نُظُمٍ كمية كبيرة الحجم وقابلة للبرمجة. توفر مثل هذه النُظُم فهمًا عميقًا للمواد الكمية قوية الترابط، وتتيح في الوقت نفسه أساليب جديدة لعمليات الحوسبة والقياس. وفي هذا البحث المنشور، يستعرض الباحثون نظامَ محاكاة كمية قابلًا للبرمجة، وقائمًا على مصفوفاتٍ ثنائية الأبعاد تَنتج حتميًا من ذراتٍ متعادلة الشحنة تتسم بتفاعلاتٍ قوية، وتتحكم فيها استثارة ذرية متسقة تنقلها إلى حالات "ريدبيرج". واستطاع الباحثون باتباع هذا النهج تصميم نموذج لفٍّ مغزلي كمي ذي تفاعلاتٍ قابلة للضبط لنُظُمٍ تتراوح سعتها بين 64 و256 كيوبت. وقد قيَّم الباحثون أداء النظام وفق معيارٍ مرجعي، وذلك بتحديد حالات عالية الأداء تنظمها مغناطيسية حديدية مضادة، وتِبيان ديناميكيات حرجة كمية تتسق مع حدوث تحوُّل طوري كمي من نوع "آيزينج" في بُعدين مكانيين وبُعدٍ زمني. بعد ذلك، أنشأ الباحثون عدة أطوار كمية جديدة تنبثق من تأثير مشترك بين تفاعلات محددة واستثارة ليزرية متسقة. ووضعوا - من خلال تجارب - مخططًا لهذه الأطوار، وبحثوا دور التذبذبات الكمية فيها. وتُقدِّم عملياتُ الرصد هذه منظورًا جديدًا لدراسة المواد الكمية المعقَّدة. ومن ثم، فإنها تُمهِّد الطريق أمام دراسة الأطوار الكمية الغريبة، وديناميكيات التشابك في حالات عدم الاتزان، وتصميم خوارزميات كمية تحقق الكفاءة في استخدام المكونات المادية.