Quasicristalli magnetici studiati utilizzando i qubit

Alejandro Lopez-Bezanilla, fisico del Los Alamos National Laboratory, ha utilizzato un computer

lavorando sul principio della ricottura quantistica, permodellare gli stati magnetici di un quasicristallo di Penrose. La tecnologia apre un nuovo approccio allo sviluppo di nuovi materiali e al calcolo quantistico affidabile.

Penrose quasicristallo P3. Immagine: Alejandro Lopez-Bezanilla, Cristiano Nisoli, Science Advances

Il ricercatore ha utilizzato un computer D-Wavecome piattaforma per condurre esperimenti fisici reali con quasicristalli e non per la loro simulazione. Ha scelto 201 qubit e li ha collegati insieme per riprodurre la forma di un quasicristallo di Penrose.

Ho collegato i qubit in modo che siano tutti insiemeha riprodotto la geometria di uno dei suoi quasicristalli, il cosiddetto P3. Con mia sorpresa, ho notato che l'applicazione di determinati campi magnetici esterni alla struttura faceva sì che alcuni qubit mostrassero orientamenti sia verso l'alto che verso il basso con uguale probabilità, facendo sì che il quasicristallo P3 assumesse un'ampia varietà di forme magnetiche.

Alejandro López-Bezanilla, autore dello studio

Un quasicristallo è una struttura simileun reticolo cristallino, ma costituito dalla ripetizione di alcune forme base con regole diverse dai normali cristalli. Lo studio ha dimostrato che un cambiamento nella forza dell'interazione tra i singoli qubit e tali elementi e un campo magnetico esterno porta al fatto che i quasicristalli si trovano in diverse strutture magnetiche.

Varietà di configurazioni magnetiche nei diagrammifattore strutturale delle varie fasi. I quadrati bianchi indicano alcune forme pentagonali nello spazio reciproco, indicando la quintuplice simmetria del quasicristallo. Immagine: Alejandro Lopez-Bezanilla, Cristiano Nisoli, Science Advances

Il reticolo quasi cristallino magnetico puòcontengono stati che vanno oltre gli stati zero e un bit utilizzati nei sistemi informatici tradizionali. Con l'aiuto di un campo magnetico, è possibile controllare gli spin dei qubit e trasformare il paesaggio magnetico di un oggetto quasi cristallino, aggiunge il ricercatore. Proprietà precedentemente sconosciute possono essere utilizzate per sviluppare nuovi materiali e creare sistemi quantistici resistenti al rumore.

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