Quasicristais magnéticos estudados usando qubits

Alejandro Lopez-Bezanilla, físico do Laboratório Nacional de Los Alamos, usou um computador

trabalhando no princípio do recozimento quântico, pormodelando os estados magnéticos de um quasicristal de Penrose. A tecnologia abre uma nova abordagem para o desenvolvimento de novos materiais e computação quântica confiável.

Quasicristais de Penrose P3. Imagem: Alejandro Lopez-Bezanilla, Cristiano Nisoli, Science Advances

O pesquisador usou um computador D-Wave emcomo uma plataforma para conduzir experimentos físicos reais com quasicristais, e não para sua simulação. Ele escolheu 201 qubits e os conectou para reproduzir a forma de um quasicristal de Penrose.

Eu conectei os qubits para que fiquem todos juntosreproduziu a geometria de um de seus quasicristais, o chamado P3. Para minha surpresa, notei que a aplicação de certos campos magnéticos externos à estrutura fazia com que alguns qubits exibissem orientações para cima e para baixo com igual probabilidade, resultando no quasicristal P3 assumindo uma ampla variedade de formas magnéticas.

Alejandro López-Bezanilla, autor do estudo

Um quasicristal é uma estrutura semelhante auma rede cristalina, mas que consiste na repetição de algumas formas básicas com regras diferentes dos cristais comuns. O estudo mostrou que uma mudança na força da interação entre qubits individuais e tais elementos e um campo magnético externo leva ao fato de que os quasicristais estão localizados em diferentes estruturas magnéticas.

Variedade de configurações magnéticas em diagramasfator estrutural de várias fases. Os quadrados brancos indicam algumas formas pentagonais no espaço recíproco, indicando a simetria quíntupla do quasicristal. Imagem: Alejandro Lopez-Bezanilla, Cristiano Nisoli, Science Advances

A rede quase cristalina magnética podecontêm estados que vão além dos estados de zero e um bit usados ​​em sistemas de computação tradicionais. Com a ajuda de um campo magnético, é possível controlar os spins dos qubits e transformar a paisagem magnética de um objeto quase cristalino, acrescenta o pesquisador. Propriedades anteriormente desconhecidas podem ser usadas para desenvolver novos materiais e criar sistemas quânticos resistentes ao ruído.

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