Magnetiske kvasikrystaller studeret ved hjælp af qubits

Alejandro Lopez-Bezanilla, en fysiker ved Los Alamos National Laboratory, brugte en computer

arbejder efter princippet om kvanteudglødning, formodellering af de magnetiske tilstande af en Penrose kvasikrystal. Teknologien åbner op for en ny tilgang til udvikling af nye materialer og pålidelig kvanteberegning.

Penrose kvasikrystal P3. Billede: Alejandro Lopez-Bezanilla, Cristiano Nisoli, Science Advances

Forskeren brugte en D-Wave-computer isom en platform for at udføre rigtige fysiske eksperimenter med kvasikrystaller, og ikke for deres simulering. Han valgte 201 qubits og forbundet dem sammen for at gengive formen af ​​en Penrose kvasikrystal.

Jeg tilsluttede qubits, så de er alle sammengengav geometrien af ​​en af ​​dens kvasikrystaller, den såkaldte P3. Til min overraskelse bemærkede jeg, at anvendelse af visse eksterne magnetiske felter på strukturen fik nogle qubits til at udvise både op- og ned-orienteringer med lige stor sandsynlighed, hvilket resulterede i, at P3-kvasikrystallet antog en lang række magnetiske former.

Alejandro López-Bezanilla, undersøgelsesforfatter

En kvasikrystal er en struktur, der ligneret krystalgitter, men bestående af gentagelsen af ​​nogle grundformer med regler, der er anderledes end almindelige krystaller. Undersøgelsen viste, at en ændring i styrken af ​​interaktion mellem individuelle qubits og sådanne elementer og et eksternt magnetfelt fører til, at kvasikrystallerne er placeret i forskellige magnetiske strukturer.

Forskellige magnetiske konfigurationer i diagrammerstrukturel faktor af forskellige faser. De hvide firkanter angiver nogle femkantede former i det gensidige rum, hvilket indikerer den femdobbelte symmetri af kvasikrystallen. Billede: Alejandro Lopez-Bezanilla, Cristiano Nisoli, Science Advances

Det magnetiske kvasi-krystal gitter kanindeholde tilstande, der går ud over de nul- og en-bit tilstande, der bruges i traditionelle computersystemer. Ved hjælp af et magnetfelt er det muligt at styre qubits-spindene og transformere det magnetiske landskab i et kvasi-krystallinsk objekt, tilføjer forskeren. Tidligere ukendte egenskaber kan bruges til at udvikle nye materialer og skabe støjbestandige kvantesystemer.

Læs mere:

En planet kan sætte en stopper for livet på Jorden: hvordan videnskabsmænd har bevist solsystemets skrøbelighed

Et fly med fast vinge på én ladning fløj distancen fra Moskva til St. Petersborg

Udnævnt til en af ​​årsagerne til aldring og måden at "vende processen"