Postavke privatnosti

Wielopoziomowe symulacje kwantowe otwierają nowe możliwości w dziedzinie obliczeń topologicznych i inżynierii materiałowej

Badacze z Narodowego Uniwersytetu Singapuru osiągnęli przełomowe wyniki w symulowaniu wielopoziomowych sieci topologicznych przy użyciu cyfrowych komputerów kwantowych, otwierając nowe ścieżki rozwoju bardziej niezawodnych materiałów i technologii kwantowych.

Wielopoziomowe symulacje kwantowe otwierają nowe możliwości w dziedzinie obliczeń topologicznych i inżynierii materiałowej
Photo by: Domagoj Skledar/ arhiva (vlastita)

Badania na Uniwersytecie Narodowym w Singapurze (NUS) doprowadziły do nowego zrozumienia wyższych wymiarów topologicznych (HOT) siatek, dzięki zaawansowanym symulacjom na cyfrowych komputerach kwantowych. Ta złożona struktura siatek umożliwia głębsze badanie zaawansowanych materiałów kwantowych z solidnymi stanami kwantowymi, które są kluczowe dla szerokiego zakresu zastosowań technologicznych. Rozwój topologicznych symulacji kwantowych otwiera nowe drzwi w inżynierii materiałowej, szczególnie w kontekście technologii odpornych na zakłócenia zewnętrzne.

Izolatory topologiczne, materiały przewodzące prąd tylko na swoich powierzchniach lub krawędziach, podczas gdy ich wnętrza są izolujące, odgrywają kluczową rolę w tym procesie. Dzięki swoim unikalnym właściwościom matematycznym, elektronów poruszających się wzdłuż krawędzi nie są narażone na defekty lub deformacje wewnątrz materiału, co zapewnia tym urządzeniom znaczną przewagę w stabilności i niezawodności transmisji sygnału.

Zespół NUS, pod przewodnictwem adiunkta LEE Ching Hua, opracował skalowalną metodę kodowania dużych, wysokowymiarowych siatek HOT w proste struktury łańcuchów spinowych, które występują we współczesnych cyfrowych komputerach kwantowych. Metoda ta wykorzystuje eksponencjalne przechowywanie informacji za pomocą kubitów kwantowych, jednocześnie zmniejszając zapotrzebowanie na zasoby obliczeniowe kwantowe w sposób odporny na szum. Takie podejście umożliwia badaczom symulowanie wysokowymiarowych materiałów kwantowych z precyzją, która była dotychczas niedostępna.

Nowe granice symulacji kwantowych

Badania te dostarczają kluczowych informacji na temat materiałów topologicznych, umożliwiając precyzyjną symulację materiałów w nawet czterech wymiarach. Pomimo ograniczeń obecnych urządzeń kwantowych o średniej skali hałasu (NISQ), zespół zdołał zmierzyć dynamikę stanów topologicznych i chronione spektra średnie wyższych wymiarów siatek topologicznych z bezprecedensową dokładnością. Te symulacje oferują również nowe kierunki badań materiałów kwantowych i stanów topologicznych, otwierając potencjalne ścieżki do osiągnięcia prawdziwej przewagi kwantowej w przyszłości.

Wielokrotne potencjały nowych badań

Badacze wierzą, że dalsze badania w tej dziedzinie, w tym eksperymentalne potwierdzenia zjawisk cząsteczkowych, takich jak fermiony Majorany, będą kluczowe dla rozwoju stabilniejszych komputerów kwantowych. Na przykład odkrycia związane z efektem Halla w materiałach topologicznych, które wskazują na obecność bozonów zamiast fermionów, mogą znacząco wpłynąć na przyszłość informatyki kwantowej. Eksperymenty w tej dziedzinie pozwalają nam na głębsze zrozumienie, jak krzywizna Berry'ego, fenomen kluczowy dla właściwości topologicznych materiałów, może zrewolucjonizować technologie kwantowe.

Wnioski na temat dalszych badań

Badania te nie tylko pogłębiają nasze zrozumienie topologicznych stanów kwantowych, ale także otwierają nowe perspektywy dla praktycznych zastosowań, w tym dla rozwoju bardziej odpornych urządzeń kwantowych. Dalsze badania wysokowymiarowych siatek i związanych z nimi zjawisk kwantowych mogą położyć podwaliny pod przyszłe innowacje w obliczeniach kwantowych, dostarczając nam narzędzi do radzenia sobie z obecnie niepokonanymi wyzwaniami.

Znajdź nocleg w pobliżu

Czas utworzenia: 01 września, 2024

Redakcja nauki i technologii

Nasza Redakcja Nauki i Technologii powstała z wieloletniej pasji do badania, interpretowania i przybliżania złożonych tematów zwykłym czytelnikom. Piszą u nas pracownicy i wolontariusze, którzy od dziesięcioleci śledzą rozwój nauki i innowacji technologicznych – od odkryć laboratoryjnych po rozwiązania zmieniające codzienne życie. Choć piszemy w liczbie mnogiej, za każdym tekstem stoi prawdziwa osoba z dużym doświadczeniem redakcyjnym i dziennikarskim oraz głębokim szacunkiem dla faktów i informacji możliwych do zweryfikowania.

Nasza redakcja opiera swoją pracę na przekonaniu, że nauka jest najsilniejsza wtedy, gdy jest dostępna dla wszystkich. Dlatego dążymy do jasności, precyzji i zrozumiałości, unikając uproszczeń, które mogłyby obniżyć jakość treści. Często spędzamy godziny, analizując badania, dokumenty techniczne i źródła specjalistyczne, aby każdy temat przedstawić w sposób ciekawy, a nie obciążający. W każdym tekście staramy się łączyć wiedzę naukową z codziennym życiem, pokazując, jak idee z ośrodków badawczych, uniwersytetów i laboratoriów technologicznych kształtują świat wokół nas.

Wieloletnie doświadczenie dziennikarskie pozwala nam rozpoznać to, co dla czytelnika naprawdę ważne – niezależnie od tego, czy chodzi o postępy w sztucznej inteligencji, odkrycia medyczne, rozwiązania energetyczne, misje kosmiczne czy urządzenia, które trafiają do naszego życia codziennego, zanim zdążymy pomyśleć o ich możliwościach. Nasze spojrzenie na technologię nie jest wyłącznie techniczne; interesują nas także ludzkie historie stojące za wielkimi osiągnięciami – badacze, którzy latami dopracowują projekty, inżynierowie zamieniający idee w działające systemy oraz wizjonerzy przesuwający granice możliwości.

W naszej pracy kieruje nami również poczucie odpowiedzialności. Chcemy, by czytelnik mógł zaufać informacjom, które podajemy, dlatego sprawdzamy źródła, porównujemy dane i nie spieszymy się z publikacją, jeśli coś nie jest całkowicie jasne. Zaufanie buduje się wolniej niż pisze wiadomość, ale wierzymy, że tylko taki dziennikarski wysiłek ma trwałą wartość.

Dla nas technologia to coś więcej niż urządzenia, a nauka to coś więcej niż teoria. To dziedziny, które napędzają postęp, kształtują społeczeństwo i otwierają nowe możliwości dla wszystkich, którzy chcą zrozumieć, jak działa świat dziś i dokąd zmierza jutro. Dlatego podchodzimy do każdego tematu z powagą, ale i z ciekawością – bo to właśnie ciekawość otwiera drzwi najlepszym tekstom.

Naszą misją jest przybliżanie czytelnikom świata, który zmienia się szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, w przekonaniu, że rzetelne dziennikarstwo może być mostem między ekspertami, innowatorami i wszystkimi, którzy chcą zrozumieć, co dzieje się za nagłówkami. W tym widzimy nasze właściwe zadanie: przekształcać to, co złożone, w zrozumiałe, to, co odległe, w bliskie, a to, co nieznane, w inspirujące.

UWAGA DLA NASZYCH CZYTELNIKÓW
Karlobag.eu dostarcza wiadomości, analizy i informacje o globalnych wydarzeniach oraz tematach interesujących czytelników na całym świecie. Wszystkie opublikowane informacje służą wyłącznie celom informacyjnym.
Podkreślamy, że nie jesteśmy ekspertami w dziedzinie nauki, medycyny, finansów ani prawa. Dlatego przed podjęciem jakichkolwiek decyzji na podstawie informacji z naszego portalu zalecamy konsultację z wykwalifikowanymi ekspertami.
Karlobag.eu może zawierać linki do zewnętrznych stron trzecich, w tym linki afiliacyjne i treści sponsorowane. Jeśli kupisz produkt lub usługę za pośrednictwem tych linków, możemy otrzymać prowizję. Nie mamy kontroli nad treścią ani politykami tych stron i nie ponosimy odpowiedzialności za ich dokładność, dostępność ani za jakiekolwiek transakcje przeprowadzone za ich pośrednictwem.
Jeśli publikujemy informacje o wydarzeniach lub sprzedaży biletów, prosimy pamiętać, że nie sprzedajemy biletów ani bezpośrednio, ani poprzez pośredników. Nasz portal wyłącznie informuje czytelników o wydarzeniach i możliwościach zakupu biletów poprzez zewnętrzne platformy sprzedażowe. Łączymy czytelników z partnerami oferującymi usługi sprzedaży biletów, jednak nie gwarantujemy ich dostępności, cen ani warunków zakupu. Wszystkie informacje o biletach pochodzą od stron trzecich i mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia.
Wszystkie informacje na naszym portalu mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia. Korzystając z tego portalu, zgadzasz się czytać treści na własne ryzyko.