Ingrid Fadelli , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriƏsas vəziyyətlərin hazırlanması üçün effektiv əks-diabatik sürücülərin tapılması problemi tərs funksiyanın yaxşı çoxhədli yaxınlaşmalarının tapılması ilə bağlıdır. Kredit: Jernej Rudi Finzgar.

Kvant əsas vəziyyətləri kvant sistemlərinin minimum mümkün enerjiyə malik olduğu vəziyyətlərdir. Kvant kompüterləri maraqlı sistemlərin əsas vəziyyətini təhlil etmək üçün getdikcə daha çox istifadə olunur ki, bu da öz növbəsində yeni materialların, kimyəvi birləşmələrin, əczaçılıq dərmanlarının və digər qiymətli malların dizaynına məlumat verə bilər.

Kvant əsas vəziyyətlərinin etibarlı şəkildə hazırlanması fizika tədqiqat cəmiyyəti daxilində çoxdankı məqsəd olmuşdur. Əsas vəziyyətləri və digər arzu olunan vəziyyətləri hazırlamaq üçün bir kvant hesablama üsulu adiabatik vəziyyət hazırlığı kimi tanınır.

Bu, ilkin Hamiltoniandan, sistemin ümumi enerjisini kodlayan və əsas vəziyyəti məlum olan riyazi operatordan başlayan, onu tədricən son əsas vəziyyəti kodlayan son Hamiltoniana çatmaq üçün dəyişdirən bir prosesdir.

Adiabatik vəziyyətə hazırlıq prosesini sürətləndirmək üçün fiziklər kontrdiabatik sürmə kimi tanınan üsuldan istifadə edə bilərlər. Bu texnika, sistemin daha yüksək enerji vəziyyətlərinə arzuolunmaz həyəcanlara məruz qalmasının qarşısını alan Hamiltoniana köməkçi termin əlavə etməklə işləyir.

Münhen Texniki Universiteti, Harvard Universiteti və Flatiron İnstitutunun tədqiqatçıları bu yaxınlarda əvvəllər tətbiq edilmiş texnikaların bəzi məhdudiyyətlərini aşa bilən və ciddi performans zəmanətləri verən yeni əks-diabatik sürmə metodunu təqdim etdilər.

Fiziki İcmal Məktublarında dərc olunan məqalədə qeyd olunan onların təklif etdiyi metod ölçü və mürəkkəbliyi ilə fərqlənən kvant sistemlərinin kvant əsas vəziyyətlərini etibarlı və sürətlə hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər.

Phys.org-a məqalənin ilk müəllifi Jernej Rudi Finzgar, “Gündəlik vəziyyətinin hazırlanması kvant çox cisim fizikası, kvant hesablamaları və hətta kombinatorial optimallaşdırma problemlərinin həlli üçün tətbiqlərlə əsas vəzifədir” dedi.

“Qarşı-diabatik sürücülük adi, adiabatik, dövlət hazırlıq protokollarını sürətləndirməyi vəd edən geniş şəkildə qəbul edilmiş bir üsuldur. Bu yazıda biz bu cür sxemləri həyata keçirmək üçün nə qədər resurs tələb olunduğunu anlamağa çalışdıq.”

Adi kontrdiabatik üsullara perspektivli alternativ

Əvvəllər təqdim edilmiş əks-diabatik sürmə üsullarının əksəriyyəti sistemlər böyüdükcə eksponent olaraq böyüyən və ya tənzimlənən parametrlərə əsaslanan variasiya yaxınlaşmalarına malik olan hesablamalar həyata keçirməklə işləyir. Bu yanaşmalardan birincisi hesablama baxımından intensiv və daha böyük sistemlərə miqyas vermək daha çətin ola bilsə də, ikincisi əsas vəziyyətlərin hazırlanması üçün çox vaxt etibarsızdır.

Finzgar və onun həmkarları getdikcə mürəkkəb hesablamalara və ya sistemə xas fərziyyələrə əsaslanmayan yeni əks-diabatik sürmə texnikasını inkişaf etdirməyə başladılar. Nəhayət, onlar başa düşdülər ki, variasiya yanaşmasında təyin edilməli olan parametrlər birbaşa funksiyanın yaxınlaşması problemi ilə bağlıdır.

“Bizim yanaşmamız ona əsaslanır ki, effektiv əks-diabatik sürmə sxeminin yaradılması, polinomların tərs funksiyaya uyğunlaşdırılması ilə bağlı konseptual olaraq daha sadə problemə çevrilir” dedi Finzgar.

“Bu, effektiv şəkildə o deməkdir ki, təklif olunan əks-diabatik sürmə sxeminin parametrləri sistemin mikroskopik detallarından asılı deyil və buna görə də müəyyən mənada müxtəlif sistemlər üçün universaldır.”

İlkin nəticələr və daha böyük sistemlərə genişlənmə

“İşimizin ən mühüm tapıntısı, yəqin ki, biz kontr-diabatik sürücülük sxemlərinin həyata keçirilməsinin dəyərinin müəyyən bir yer hazırlığı tapşırığı üçün necə olduğunu müəyyən etməyimizdir” dedi Finzgar.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

“Əlavə olaraq və əks-intuitiv olaraq, bəzən performansın hazırlamağa çalışdığımız yer vəziyyətindən enerji baxımından çox uzaq olan sistemin vəziyyətlərinin xüsusiyyətləri ilə məhdudlaşdığını görürük. Bu, yerüstü vəziyyətin hazırlanmasının dəyərinin sistemin aşağı enerji xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilməsi şərti müdrikliklə ziddiyyət təşkil edir.”Universal CD-nin məhdud müddətlərdə idarə edilməsi. Kredit: Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/pqhl-nbtk

Sistemin yüksək tezlikli xüsusiyyətlərinə görə, sistemlər böyük ölçülərə qədər artırıldıqda əvvəlcə təklif olunan sxem pozulur. Bunu düzəltmək üçün Finzgar və onun həmkarları göstərdilər ki, sonlu zamanlı adiabatik protokollarla birləşdirildikdə, onların təklif olunan texnikası çox böyük kvant sistemlərinə tətbiq oluna bilər.

Üstəlik, onlar tapdılar ki, praktikada onların yanaşması yerüstü vəziyyətləri müqayisə etdikləri adi əks-diabatik sürmə yanaşmalarından daha sürətli və etibarlı şəkildə hazırlamağa imkan verdi.

Bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən hazırlanmış yeni üsul indiyə qədər adi kontr-diabatik sürmə texnikalarına uyğun və genişlənə bilən alternativ olduğunu sübut etdi. Gələcəkdə ondan müxtəlif kvant sistemlərinin əsas vəziyyətini hazırlamaq üçün istifadə oluna bilər ki, bu da kvant hesablaması, kvant simulyasiyası və materialların dizaynı üçün mühüm təsir göstərə bilər.

“Mənim bu sahədə gələcək tədqiqat planlarım sürətlə inkişaf edən kvant cihazlarında əks-diabatik sürmə sxemimizin yeni effektiv tətbiqlərini tapmaqdan ibarət olacaq” dedi Finzgar.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Ətraflı məlumat: Jernej Rudi Finžgar və başqaları, Performans Zəmanətləri ilə Qarşı Diabatik Sürmə, Fiziki Baxış Məktubları (2025). DOI: 10.1103/pqhl-nbtk .

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network