Kvant mexaniki təsirlərdən istifadə edərək informasiyanı emal edən kvant kompüterləri bəzi optimallaşdırma və hesablama tapşırıqlarında klassik kompüterləri üstələmək potensialına malikdir. Bundan əlavə, onlar klassik kompüterlərdən istifadə etməklə simulyasiya edilə bilməyən mürəkkəb kvant sistemlərini simulyasiya etmək üçün istifadə edilə bilər.

Quantinuum və Avropa və ABŞ-dakı digər institutların tədqiqatçıları bu yaxınlarda qabaqcıl kvant kompüterindən istifadə edərək materiallarda kvant maqnitizmini təsvir edən çərçivə olan kvant Ising modelinin rəqəmsal dinamikasını simulyasiya etməyə başladılar.

Onların arXiv preprint serverindəki məqalədə təsvir edilən simulyasiyaları klassik kompüterlər üçün əlçatmaz olan rejimlərdə sistemlərin tam tarazlığa yaxınlaşmazdan əvvəl lokal olaraq sabit göründüyü Floquet pretermalizasiyası kimi tanınan keçici vəziyyətin müşahidəsinə gətirib çıxardı.

“Rəqəmsal kvant kompüterlərində fasiləsiz zaman təkamülünü simulyasiya etmək kvant hesablamaları sahəsində çoxdankı məqsəd olub, buna görə də biz bunu etmək istəyən ilk və ya yeganə insanlar deyilik” dedi Quantinuum-un tədqiqatçısı və məqalənin aparıcı müəllifi Michael Foss-Feig Phys.org-a.

“Lakin buna ən yaxşı klassik üsullarla rəqabət aparan və ya onları üstələyən miqyasda nail olmaq, təsadüfi dövrə seçmə kimi daha uydurma ssenarilərdə kvant üstünlüyünə nail olmaqdan daha çətindir və hələ əldə olunmayıb.”

Keçən il Foss-Feig və Quantinuum-dakı həmkarları klassik kompüterlərin yerinə yetirə bilmədiyi təsadüfi dövrə seçmə tapşırıqlarını misli görünməmiş sədaqətlə yerinə yetirmək üçün inkişaf etdirdikləri kvant kompüterindən uğurla istifadə etdilər. Bu nailiyyət onları daha geniş spektrli problemləri həll etmək üçün kvant kompüterlərinin potensialını araşdırmağa ruhlandırdı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1744355490&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-simulating-quantum-magnetism-digital.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS40MiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS40MiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuNDIiXV0sMF0.&dt=1744355487059&bpp=1&bdt=51&idt=172&shv=r20250410&mjsv=m202504100101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744355217%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744355217%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744355217%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6020701793863&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1972&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95355972%2C95355974%2C95332589%2C95353450%2C31091702%2C95357878%2C31091503%2C31090357&oid=2&pvsid=2141556812235558&tmod=1269673086&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=3556

Foss-Feig izah etdi: “Bu ilkin nəticələr, keçən il ərzində qapılarımızdakı sədaqətimizdəki irəliləyişlə birlikdə bizi klassik kvant simulyasiyasının mümkün olub-olmayacağı barədə ciddi düşünməyə başlamağa inandırdı”.

Son araşdırmalarının bir hissəsi olaraq, tədqiqatçılar kvant Ising modelinin dinamikasını simulyasiya etmək üçün Quantinuum-da hazırlanmış H2 kvant kompüterindən istifadə etdilər. Kvant Ising modeli mürəkkəb sistemlərdə maqnitizmi, kvant faza keçidlərini və yaranan fizikanı öyrənmək üçün istifadə edilən standart modeldir.

“Həqiqi sistemlərdə vaxt rəvan keçir və rəqəmsal kvant kompüterində real dinamikanı təqlid etmək bu hamar zaman təkamülünün mövcud kvant qapıları dəstinə “diskretləşdirilməsini” tələb edir” dedi Foss-Feig. “Diskretləşdirmə heç vaxt mükəmməl deyil, lakin biz bunu real fiziki sistemlərin bir çox əlamətdar xüsusiyyətlərini müşahidə etmək üçün kifayət qədər yaxşı bacardıq.

“Xüsusən də, zamanın hamarlığı real sistemlərdə enerjinin saxlanması üçün son nəticədə cavabdehdir, bu da onların tarazlıqdan uzaqlaşdıqdan sonra təbii olaraq tarazlıq vəziyyətinə qayıtmasına səbəb olur.”

Foss-Feig və onun həmkarları tərəfindən idarə olunan simulyasiyalar davamlı zaman dinamikasını rəqəmsal şəkildə təkrarlayır və bununla da kvant sistemlərinin zamanla necə təkamül etdiyini göstərir. Tədqiqatçılar öz simulyasiyalarında bu sistemlərin hidrodinamik enerji nəqlinin yaranması kimi tarazlıq vəziyyətinə yaxınlaşdıqda onların xarakterik əlamətlərini müşahidə ediblər.

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 .Abunə ol

“Bu işin ən mühüm nailiyyəti odur ki, biz bu davamlı zaman təkamülünü nisbətən səs-küysüz (və buna görə də dəqiq) hətta ən yaxşı klassik simulyasiya üsullarının belə həqiqətən mübarizə apardığı zaman ölçülərinə uyğun saxlaya bilmişik” dedi Quantinuum-un klassik müqayisə səylərinə rəhbərlik edən tədqiqatçısı Reza Haqşenas.

“Mən “mübarizə” deyirəm, “uğursuzluq” deyil, çünki inanırıq ki, böyük klassik resurslarla (yəni, super kompüter miqyaslı resursları ilə ən yaxşı klassik alqoritmləri işlətməklə) klassik şəkildə müqayisəli dərəcədə dəqiq simulyasiyalar həyata keçirmək mümkün ola bilər. Bununla belə, biz bunun yalnız bu simulyasiyalarda istifadə etdiyimiz məhdud sayda kubit (56) sayəsində mümkün olduğuna inanırıq.”

Foss-Feig və onun həmkarlarının bu yaxınlarda apardıqları araşdırma, klassik kompüterlərdən istifadə edərək simulyasiya etmək çətin və ya qeyri-mümkün olan mürəkkəb kvant sistemlərinin real simulyasiyası üçün kvant kompüterlərinin potensialını nümayiş etdirir. Tədqiqatçılar indi kvant kompüterlərini daha da təkmilləşdirmək və genişləndirmək üzərində işləyirlər ki, bu da onların kvant sistemlərini simulyasiya etmək qabiliyyətini daha da artıra bilər.

Onların son işi göstərir ki, H2 kvant kompüterinin cari qapı sədaqətləri klassik kompüterlərdən istifadə etməklə əldə etmək çətin olan rejimlərdə fiziki sistemləri simulyasiya etmək üçün kifayət qədər yüksəkdir. Daha çox sayda kubitlərə əsaslanan gələcək kvant kompüterləri daha böyük və daha mürəkkəb sistemləri simulyasiya edə bilər ki , bu da öz növbəsində onların əsas fizikasının başa düşülməsini təkmilləşdirə bilər.

“Sistem ölçülərində (qubit ədədlərində) orta artımlar mövcud klassik metodlardan daha qəti şəkildə əlçatmaz olan simulyasiyalara imkan verməlidir və biz 96 kubitlik növbəti sistemimiz Helios-u buraxmağı çox səbirsizliklə gözləyirik”, – deyə Foss-Feig əlavə edib.

“Biz buna inanılmaz dərəcədə həyəcan verici bir məqam kimi baxırıq. Kvant sistemlərini klassik şəkildə simulyasiya etmək (məhdud) qabiliyyətimizdən bir çox mühüm texnologiyalar yaranıb və simulyasiya metodlarında irəliləyişlər geniş təsirlərə malik ola bilər: Kvant kompüterləri tezliklə klassik metodların qeyri-mümkün və ya etibarsız olduğu şəraitdə klassik simulyasiyaları təsdiqləmək və artırmaq iqtidarında ola bilər.”

Ətraflı məlumat: Reza Haghshenas et al, Digital quantum magnetism at the border of classical simulations, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.20870

Jurnal məlumatı: arXiv 

© 2025 Science X Network