Tomaž Prosen z ekipo Googlovega laboratorija do pomembnega preboja v kvantni fiziki #video

Kvantni računalniki so po mnenju matematičnega fizika ter profesorja na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani (UL) Tomaža Prosena ena od tehnologij prihodnosti. Temeljijo na osnovnih načelih kvantne mehanike in operacije izvajajo s kvantnimi biti oziroma kubiti. V primerjavi s klasičnimi računalniki so v principu veliko zmogljivejši.

Čeprav v svetu raziskovalci neprestano izvajajo poskuse praktične uporabe kvantnega računalnika v znanosti, se soočajo z izzivi, kot so občutljivost na napake in omejitve glede stabilnosti kvantnih bitov. Tokratna raziskava Prosena in preostale raziskovalne ekipe, ki so jo v četrtek objavili v prestižni znanstveni reviji Science, predstavlja uspešno izveden poskus praktične uporabe kvantnega računalnika za simulacijo kvantnega sistema.

Odkrili povsem nov tip transporta

Kot je za STA pojasnil Prosen, so uporabili računalnik Googlovega Quantum AI laboratorija na 46 superprevodnih kvantnih bitih in s skoraj zanemarljivimi napakami simulirali model kvantnega materiala, ki ga je sicer z običajnimi klasičnimi superračunalniki izjemno težko simulirati.

S kvantnim računalnikom so simulirali dinamiko modela, ki ga v kvantni mehaniki in statistični fiziki uporabljajo za preučevanje magnetnih lastnosti materialov – dinamiko tako imenovane Heisenbergove spinske verige. Pri tem so dodatno odkrili tudi povsem nov tip transporta, ki je hitrejši od prevajanja toplote oziroma difuzijskega transporta in počasnejši od zvočnih valov oziroma balisitčnega transporta. Poimenovali so ga superdifuzijski transport.

Začetek novega obdobja raziskovanj v teoretični fiziki

Rezultati so potrdili prejšnje teoretične napovedi sodelavcev s fakultete. Že pred leti so Prosen, Marko Žnidarič, Enej Ilievski in njihovi doktorski študenti teoretično napovedali obstoj takega tipa transporta, ki ga v marsičem opiše tako imenovani Kardar-Parisi-Zhang enačba iz klasične statistične fizike, ki med drugim opisuje rast snežink, tokrat pa ga je Prosen z raziskovalno ekipo tudi eksperimentalno dokazal. Pomembneje je, da so v nekaterih lastnostih opazili tudi bistvena odstopanja od napovedi zgoraj omenjene enačbe. "S tem smo odkrili obstoj novega univerzalnostnega razreda neravnovesne statistične fizike, ki ga še ne poznamo in ga bomo morali še raziskati," je dejal Prosen.

Novice Znanstveniki dosegli izjemen mejnik

Preboj v teoriji visokotemperaturnih superprevodnikov

"Odkritje predstavlja začetek nove ere raziskovanj v teoretični fiziki z uporabo kvantnega računalnika kot zares koristnega orodja za raziskovanje novih pojavov in konceptov. To me malo spominja na stanje izpred 70 let, ko so po drugi svetovni vojni fiziki začeli uporabljati digitalne računalnike, kar je takrat odprlo ogromno novih področij v teoretični fiziki, na primer teorijo kaosa, fiziko solitonov in druge," je poudaril Prosen. Kot področje, kjer si lahko obetamo preboj s pomočjo kvantnih računalnikov, je izpostavil teorijo visokotemperaturnih superprevodnikov.

"Objava v prestižni znanstveni reviji Science je potrdilo odličnega dela na področju kvantnih tehnologij," je prepričan Anton Ramšak, prorektor za raziskovanje in razvoj na Univerzi v Ljubljani. Foto: STA Prorektor za raziskovanje in razvoj na UL Anton Ramšak meni, da je objava v reviji potrdilo odličnega dela na področju kvantnih tehnologij, ki so trenutno tudi na evropski ravni ena od prvih tehnoloških prioritet, na Univerzi. "Pomembna je tudi za znanost, saj se je po dolgih letih pričakovanja in obetov kvantnega računalništva zdaj pojavil eden prvih pomembnih znanstvenih rezultatov, ki ne bi bil mogoč brez uporabe kvantnega računalnika," je dodal.

Novice Recitiranje števila pi: devetletnik zrecitiral 1500 decimalk #video