Ученые впервые создали экзотическую фазу материи на квантовом процессоре Google

Международная исследовательская группа из Мюнхенского технического университета, Принстонского университета и Google Quantum AI впервые экспериментально подтвердила существование топологически упорядоченного состояния Флоке — неравновесной квантовой фазы материи, ранее существовавшей только в теории.

Открытие было сделано с использованием 58-кубитного ИИ-чипа Willow от Google. Учёные разработали специальный интерферометрический алгоритм, позволивший наблюдать динамическую «трансмутацию» экзотических частиц в этой фазе материи.

Состояние Флоке представляет собой квантовую систему, управляемую периодически изменяющимся во времени гамильтонианом — физической системой с правилами, которые меняются циклически. В отличие от обычных фаз вещества, неравновесные квантовые фазы определяются динамическими свойствами и изменениями во времени, что делает их недоступными для описания традиционной равновесной термодинамикой.

Мелисса Уилл, аспирантка физического факультета ТУМ и ведущий автор исследования, отметила, что сильно запутанные неравновесные фазы крайне сложно моделировать на классических компьютерах. Квантовые процессоры в данном случае выступают не просто вычислительными устройствами, а экспериментальными платформами для изучения новых состояний материи.

Ранее чип Willow привлёк внимание научного сообщества своей вычислительной мощностью, выполнив за несколько минут расчёты, которые потребовали бы от современных суперкомпьютеров миллиарды лет.

Исследователи считают, что их открытие знаменует начало новой эры в квантовом моделировании, превращая квантовые компьютеры в лаборатории для изучения неравновесной квантовой материи. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источник: Interestingeng Iineering