Fase materi yang eksotis telah direalisasikan pada prosesor kuantum.
Materi dapat ada dalam berbagai bentuk, atau fase, seperti air cair atau es padat. Fase -fase ini biasanya dipahami dalam kondisi keseimbangan, di mana semuanya tetap stabil dari waktu ke waktu. Namun, alam juga mengizinkan banyak kemungkinan yang lebih aneh: fase yang hanya muncul ketika suatu sistem didorong keluar dari keseimbangan. Sebuah studi baru yang diterbitkan di Alam Menunjukkan bahwa komputer kuantum menyediakan alat baru yang kuat untuk menyelidiki keadaan materi yang tidak biasa ini.
Berbeda dengan fase biasa, fase kuantum non-kesetimbangan ditentukan oleh bagaimana mereka berubah dan berkembang seiring waktu, jenis perilaku yang tidak dapat dijelaskan oleh termodinamika kesetimbangan standar. Contoh yang sangat menarik muncul dalam sistem Floquet (sistem kuantum yang didorong dalam siklus reguler, berulang). Mengemudi periodik ini dapat menghasilkan jenis urutan yang sama sekali baru yang tidak ada dalam kondisi keseimbangan, mengungkap fenomena jauh melampaui fase materi konvensional yang diizinkan.
Menggunakan 58 superkonduktor qubit kuantum prosesor, tim dari universitas teknis Munich (TUM), Universitas Princetondan Google Quantum AI menyadari keadaan floquet yang dipesan secara topologis, sebuah fase yang telah diusulkan secara teoritis tetapi belum pernah diamati sebelumnya. Mereka secara langsung mencitrakan gerakan terarah karakteristik di tepi dan mengembangkan algoritma interferometrik baru untuk menyelidiki sifat topologi yang mendasari sistem. Ini memungkinkan mereka untuk menyaksikan “transmutasi” yang dinamis dari partikel -partikel eksotis – ciri khas yang secara teoritis diprediksi untuk keadaan kuantum eksotis ini.
Komputer kuantum sebagai laboratorium
“Fase non-ekuilibrium yang sangat terjerat sangat sulit untuk disimulasikan dengan komputer klasik,” kata penulis pertama Melissa Will, mahasiswa PhD di Departemen Fisika Sekolah Ilmu Pengetahuan Alam Tum. “Hasil kami menunjukkan bahwa prosesor kuantum bukan hanya perangkat komputasi – mereka adalah platform eksperimental yang kuat untuk menemukan dan menyelidiki keadaan materi yang sama sekali baru.”
Pekerjaan ini membuka pintu ke era baru simulasi kuantum, di mana komputer kuantum menjadi laboratorium untuk mempelajari lanskap yang luas dan sebagian besar tidak dijelajahi dari materi kuantum yang tidak seimbang. Wawasan yang diperoleh dari studi ini dapat memiliki implikasi yang luas, dari memahami fisika fundamental hingga merancang teknologi kuantum generasi berikutnya.
Referensi: “Probing Non-Equilibrium Topologi Tata Topologi Pada Prosesor Kuantum” oleh M. Will, Ta Cochran, E. Rosenberg, B. Jobst, NM Eassa, P. Roushan, M. Knap, A. Gammon-Smith dan F. Pollmann, 10 September 2025, Alam.
Dua: 10.1038/S41586-025-09456-3
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
