منصة هجينة جديدة للمحاكاة الكمومية للمغناطيسية
كتب – المحرر الإفتراضي
محاكاة مغناطيس الكم في النهج الهجين
بعد أن أظهروا تطورًا تناظريًا دقيقًا ، قمنا بعد ذلك بدمجه مع بواباتنا الرقمية المتخصصة الأكثر تقليدية ، لدراسة ظواهر جسدية جديدة. الاستفادة من مقاربتنا الهجينة ، قمنا بمحاكاة مغناطيس ، يتم تحاكي سلوكه عن كثب من قبل الديناميات الطبيعية على أجهزتنا. يمكن اعتبار كل Qubit بمثابة تدور مغناطيسي – فكر في مغناطيس شريط صغير – يتفاعل مع جيرانه. أردنا أن ندرس ما يحدث للمغناطيس عندما يتم تشغيل التفاعلات بمعدلات متفاوتة ، لأنها مسألة فيزياء مثيرة للاهتمام جذبت اهتمامًا كبيرًا في هذا المجال ، ولأنه يمكن أن يحسن فهمنا للتقنيات المهمة في الحوسبة الكمومية ، مثل الصلب الكمي.
لمحاكاة هذا ، استخدمنا أولاً البوابات الرقمية لتهيئة Qubits في نمط بالتناوب من 1S و 0S ، ويمثل الدورات التي تشير لأعلى ولأسفل ، على التوالي. ثم قمنا بتكثيف التفاعلات التناظرية بين الدورات بمعدلات متفاوتة قبل العودة إلى الوضع الرقمي للقياسات. بشكل حدسي ، إذا تم تشغيل التفاعلات بسرعة كبيرة ، فمن المتوقع أن لا يكون للدوران المغناطيسي وقت للرد والبقاء عالقًا في مواقعها الأولية. إذا تم تشغيلها ببطء ، من ناحية أخرى ، فإنهم يسحبون ويلفون بعضهم البعض ، كما تفعل مغناطيس الشريط ، ويبدأون في الإشارة في نفس الاتجاه. في الواقع ، وجدنا أنه عندما تم تشغيل التوصيلات التناظرية ببطء شديد ، تمكنا من الوصول إلى حالات الكم التي تدور فيها تدور في المستوى الأفقي بطريقة مرتبطة بقوة ، أي ما يعادل درجة حرارة منخفضة للغاية. الأهم من ذلك ، نحن هنا لا نشير إلى درجة حرارة الشريحة الكمومية نفسها (والتي هي أيضًا باردة جدًا) ، بل إلى مغناطيس المحاكاة.
ومن المثير للاهتمام ، وصلنا إلى درجات حرارة منخفضة بما فيه الكفاية لمراقبة ظاهرة شهيرة تعرف باسم انتقال Kosterlitz-thouless ، وهو تغيير مفاجئ في درجة محاذاة الدورات المغناطيسية في مادة. من الناحية المفاهيمية ، هذا يشبه الطريقة التي تتماشى بها جزيئات الماء فجأة عند تجميدها.
الحالات الكمومية المرتبطة بدرجة كبيرة ودرجات الحرارة المنخفضة ، مثل تلك التي لاحظناها ، هي مصدر العديد من الألغاز الأساسية في الفيزياء وكانت في السابق أقل سهولة مع مخططنا الرقمي البحت. علاوة على ذلك ، سمح لنا النهج المختلط بالتحقيق في الانتقال بطريقة متعددة الاستخدامات ، بما في ذلك ملاحظة العديد من السلوكيات المميزة للانتقال إلى kosterlitz-thoules ، والتي لن تكون ممكنة في محاكاة تمثيلية بحتة.
