Ingrid Fadelli , Phys.org

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriKvantin tədqiqatçıları QPU-nu Yerə yaxın orbitə bənzər mühitdə, demək olar ki, arzuolunmaz hissəciklərdən azad edən ultra yüksək vakuum kamerası yığırlar. Kredit: Quantinuum.

Güclü qarşılıqlı təsir göstərən çoxbədənli sistemlərin simulyasiyası kvant fizikası tədqiqatının əsas məqsədidir, çünki o, fizika nəzəriyyələrinin proqnozlarını sınaqdan keçirməyə və yeni dəyərli fikirlər əldə etməyə kömək edə bilər. Quantinuum adlı kvant hesablama şirkətinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda tələyə düşmüş ion kvant kompüterindən və əvvəllər təqdim edilmiş təsadüfi kvant alqoritmindən istifadə etməklə məşhur nəzəri modelin Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) adlanan modelinin sadələşdirilmiş versiyasını simulyasiya ediblər.

Onların arXiv preprint serverində dərc olunmuş məqalədə təsvir edilən simulyasiyası klassik kompüterlərdən istifadə etməklə simulyasiya edilə bilməyən xaotik kvant sistemləri haqqında mövcud anlayışı təkmilləşdirir. Gələcəkdə onların işi digər mürəkkəb kvant sistemlərinin və nəzəri modellərin simulyasiyasına kömək edə bilər .

“SYK modeli ilə iki səbəbdən maraqlandıq: bir tərəfdən bu, qatılaşdırılmış maddə fizikasında güclü qarşılıqlı təsir göstərən fermionların prototip modelidir, digər tərəfdən isə holoqrafik ikilik vasitəsilə laboratoriyada kvant cazibəsini öyrənmək üçün ən sadə oyuncaq modelidir” dedi Enriko Rinaldi.

“Biz düşündük ki, kvant kompüterlərimiz bu çox vacib fiziki modelin kvant simulyasiyalarını müqayisə edə bilsinlər, çünki onlar kvant kompüterlərində sistematik səhvlər olmadan zamanın təkamülünü simulyasiya etmək üçün yeni bir alqoritmə uyğundur : TETRIS.”

TETRIS, Quantinuum-da hazırlanmış və 2024-cü ildə təqdim edilmiş bir alqoritmdir və kvant kompüterlərində kvant sisteminin zamanla necə dəyişdiyini hesablamaq üçün istifadə edilə bilər. Bu alqoritmin əsas dizaynı və onun təsadüfi təbiəti SYK modelini təsadüfi birləşmələrlə təqlid etmək üçün yaxşı uyğundur (yəni, hissəciklər arasında qarşılıqlı təsirlərin güclü tərəfləri sabitdən fərqli olaraq təsadüfi olduqda).

Eynilə, tədqiqatçılar tərəfindən istifadə edilən prosessor Quantinuum System Model H1, SYK modelinin qarşılıqlı təsirlərini simulyasiya etmək üçün mükəmməl olan qubitlər arasında yüksək dəqiqlik və hamıya qoşulma ilə xarakterizə olunur.

“SYK modeli 4 bədən termini (hər bir qarşılıqlı təsir müddətində 4 fermion) ilə hamıya bir şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olan N fermiyondan (məsələn, elektronlardan) ibarətdir (hər kəs hamı ilə birləşir)” Rinaldi izah etdi. “Biz N=24 fermionlu modeli götürdük və nəzəriyyənin ilkin kvant vəziyyətinin zaman təkamülünü simulyasiya etmək üçün Kvantin Sistemi Model H1-də 12+1 kubitdən istifadə etdik.”Quantinuum-un Sistem Modeli H1 çipi bu işdə istifadə edilmişdir. Bu çip QPU-da (Kvant Emalı Vahidi) qubit kimi xidmət edən yüklü atomları (atom ionları) tutmaq və idarə etmək üçün elektromaqnit sahələrindən istifadə edir. Kredit: Quantinuum.

Rinaldi və onun həmkarları TETRIS alqoritmindən istifadə edərək bu ilkin kvant vəziyyətinin təkamülünü simulyasiya etdilər. Alqoritm onlara modelin son vəziyyətini yüksək dəqiqliklə hesablamaq üçün lazım olan kvant qapılarının/əməliyyatlarının sayını diqqətlə tənzimləməyə imkan verdi.

“Bundan başqa, TETRIS nəticənin kvant səs-küyünə qarşı möhkəmliyini artıran bir sıra təbii səhvlərin azaldılması hiylələrinə imkan verir” dedi Rinaldi. “Bu alqoritmik irəliləyişlərin və Sistem Modeli H1-in yüksək dəqiqliyi və hər şeyə uyğun əməliyyatlarının birləşməsi bizə bu günə qədər ən böyük SYK simulyasiyalarını həyata keçirməyə imkan verdi.”

Tədqiqatçılar tərəfindən simulyasiya edilmiş SYK modeli qarşılıqlı təsir göstərən 24 Majorana fermionundan (yəni, həm də öz antihissəcikləri olan hissəciklərdən) ibarətdir. Bu hissəciklər arasındakı qarşılıqlı təsirlər mürəkkəb və proqnozlaşdırmaq çətin olduğundan, bu tip sistemləri simulyasiya etmək indiyədək çox çətin olub.

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 .

“Bizim tədqiqat ilk dəfə göstərir ki, bu cür mürəkkəb qarşılıqlı əlaqə Quantinuum-un hazırkı nəsil kommersiya kvant cihazlarında yeni alqoritmlər və səs-küyün azaldılması üçün ağılla layihələndirilə bilər” dedi Rinaldi. “Daha geniş miqyasda, Fermi-Hubbard modeli və ya qəfəs ölçmə nəzəriyyələri kimi simulyasiyası çətin olan digər sistemlərin tezliklə yol xəritəmizdəki kvant kompüterləri tərəfindən təqlid edilməsinin inandırıcı olduğunu göstəririk.”

Rinaldi və onun həmkarlarının son işi xaotik kvant sistemlərinin simulyasiyası və tədqiqi istiqamətində mühüm addımdır. Gələcəkdə tələyə salınmış ion kvant prosessorunun təkmilləşdirilmiş versiyaları və onların istifadə etdiyi təsadüfi alqoritm daha çox hissəcik və daha mürəkkəb qarşılıqlı təsirlərlə digər sistemlərin simulyasiyasına imkan verə bilər.

“Biz indi Quantinuum Helios-un yeni imkanlarından və Quantinuum-un yol xəritəsində gələcək kvant kompüterlərindən istifadə edən SYK modellərini simulyasiya etmək üçün yeni, təkmilləşdirilmiş alqoritmlərə baxırıq” deyə Rinaldi əlavə edib. “Nəzəri nöqteyi-nəzərdən alqoritmlərimiz dövrənin mürəkkəbliyini və bu modeli simulyasiya etmək üçün tələb olunan qapıların sayını azaldacaq. Nəhayət, aparat tərəfində biz dövrə dərinliyimizi və qapıların etibarlılığını daha da yüksəltməyə davam edəcəyik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Gaby Clark 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: Etienne Granet və digərləri, Tələyə salınmış ion kvant kompüterində təsadüfi alqoritmlə seyrək SYK modelinin simulyasiyası, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2507.07530

Jurnal məlumatı: arXiv 

© 2025 Science X Network