Pemproses 256 qubit Pasqal menemui kelembapan magnet kuantum yang tidak diramalkan teori

Pasqal berkata pemproses atom neutral 256 qubitnya telah mendedahkan tingkah laku dalam magnet kuantum dua dimensi yang tidak dijangka oleh teori semasa. Dalam pracetak bersama Center for Computational Quantum Physics di Flatiron Institute, Universiti Augsburg, Forschungszentrum Jülich, Universiti Regensburg dan Institut d'Optique–CNRS, pasukan itu melaporkan bahawa dalam keadaan tertentu magnet mengambil masa jauh lebih lama daripada jangkaan untuk stabil selepas gangguan mendadak, dalam rejim di mana kaedah simulasi klasik terkemuka tidak lagi bersetuju antara satu sama lain.

Apa yang diumumkan

Pasqal mengumumkan keputusan ini pada 27 Oktober dan menerbitkan kertas Exploring the Relaxation Landscape of a 2D Quantum Magnet on a 256-Qubit Processor di arXiv. Syarikat membingkaikannya sebagai peralihan daripada menggunakan pemproses kuantum untuk menghasilkan semula fizik yang diketahui kepada menemui tingkah laku yang tidak dijangka penyelidik. Kerja ini menyambung kajian terdahulu di mana mesin yang sama menghasilkan semula tingkah laku kristal magnet sebenar.

Butiran teknikal

Eksperimen menyusun 256 atom rubidium-87 dalam kekisi segi empat 16×16, dengan keadaan dasar dan keadaan Rydberg setiap atom sebagai qubit. Sistem menyimulasikan model Ising medan melintang dua dimensi, salah satu model rujukan kemagnetan. Bermula daripada keadaan terkutub sepenuhnya, penyelidik menukar Hamiltonian secara mendadak, yang dipanggil "quench", lalu memerhati bagaimana korelasi berelaksasi pada pelbagai nisbah medan melintang kepada kekuatan interaksi.

Dapatkan surat berita DesignQuantum

Berita dan penjelasan percuma tentang pengkomputeran kuantum, dengan setiap dakwaan dipautkan kepada sumbernya. Pilih harian, mingguan atau bulanan.

Website

Alamat e-mel KekerapanHarianMingguanBulanan BahasaEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית Langgan percuma

Percuma. Berhenti melanggan dengan satu klik pada bila-bila masa. Dasar privasi

Mereka mengenal pasti tiga rejim. Berhampiran peralihan fasa dinamik, pada nisbah kira-kira 2.5, sistem cepat mencapai termalisasi. Pada medan kuat 6.0, sistem stabil pada dataran pratermal yang tahan lama yang diterangkan oleh model berkesan jenis XY. Pada nilai pertengahan 3.5, relaksasi menjadi jelas lebih perlahan, dengan korelasi kekal jauh daripada nilai terma lebih lama daripada skala masa biasa. Penulis menyatakan mereka belum mempunyai penjelasan yang jelas bagi kelembapan ini.

Untuk menyemak data, pasukan membandingkannya dengan tiga kaedah rangkaian tensor: rangkaian tensor dua dimensi, matrix product states dan rangkaian tensor pokok. Ketiga-tiganya sepadan dengan pemproses pada awalnya, kemudian menyimpang daripada pengukuran dan antara satu sama lain. Keputusan pemproses kekal konsisten apabila saiz sistem bertambah. Pemodelan hingar, pembetulan ralat pengukuran dan simulasi tepat pada kekisi 5×5 menyokong kesimpulan bahawa kelembapan ini mencerminkan fizik banyak jasad dan bukan artifak perkakasan.

Mengapa ia penting

Cara sistem kuantum yang berinteraksi berelaksasi jauh daripada keseimbangan dalam dua dimensi ialah masalah terbuka yang sukar, dan soalan jenis inilah yang dijangka dapat dibantu oleh simulator kuantum analog. Pasqal dan rakan kongsinya menyatakan dengan jelas bahawa kerja ini tidak menunjukkan kelebihan pengkomputeran kuantum. Sebaliknya, mereka membentangkannya sebagai bukti bahawa pemproses sebegini boleh berfungsi sebagai alat saintifik pelengkap apabila teori dan kaedah berangka klasik menghadapi kesukaran.

"Kami bukan sekadar menghasilkan semula apa yang sudah kami ketahui, tetapi menemui tingkah laku yang tidak kami jangka," kata Loïc Henriet, CTO Pasqal.

Apa yang perlu diperhatikan

Kertas ini masih pracetak, maka langkah seterusnya ialah semakan rakan sebaya dan usaha kumpulan lain, sama ada eksperimen atau pengkomputeran, untuk menjelaskan kelembapan tersebut. Penulis menunjuk tatasusunan atom Rydberg sebagai platform utama bagi soalan terbuka yang mereka kenal pasti, dan menyatakan bahawa peningkatan berterusan masa koheren membuka jalan kepada analisis penskalaan saiz terhingga dan masa terhingga yang sistematik.