O estudo foi publicado quarta-feira na revista Nature. Pan, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, foi coautor do artigo com os colegas Chen Yuao e Yao Xingcan da USTC.
Revisores da Nature chamaram o estudo de “um passo importante para a área”.
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Existem três estágios geralmente aceitos na evolução da computação quântica.
A segunda, e o foco da pesquisa acadêmica atual, envolve a criação de simulações quânticas especializadas que podem abordar questões científicas importantes que vão além das capacidades dos computadores clássicos.
A terceira etapa visa aproveitar a correção quântica de erros para alcançar a computação quântica universal e tolerante a falhas.
A equipe de Pan deu o segundo passo simulando o modelo fermiônico de Hubbard, um modelo simplificado para descrever o movimento dos elétrons em uma rede proposto pelo físico britânico John Hubbard em 1963. Alcançado.
Este modelo ajuda a explicar a supercondutividade em alta temperatura, que tem aplicações em áreas como transmissão de energia, tecnologia da informação e transporte. Mas mesmo os supercomputadores têm dificuldade em simulá-lo.
“Usar um computador clássico para simular o movimento de 300 elétrons exigiria mais espaço de armazenamento do que o número total de átomos no universo”, disse Chen em comunicado ao CAS.
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Para atingir seu objetivo, Pan, conhecido por liderar a construção do primeiro satélite quântico do mundo, e sua equipe criarão redes ópticas com distribuição de intensidade uniforme, atingirão temperaturas suficientemente baixas e desenvolverão novos métodos de medição. ser superado. Técnicas para caracterizar com precisão os estados de simuladores quânticos.
Para atingir esse objetivo, a equipe combinou técnicas de otimização de aprendizado de máquina com trabalhos anteriores em superfluidos Fermi homogêneos dentro de uma armadilha óptica em forma de caixa para preparar um gás Fermi degenerado em temperaturas ultrafrias.
Isso permitiu que os pesquisadores observassem o material mudar de um estado paramagnético para um estado antiferromagnético, ou de ser fracamente atraído por um ímã para quase não reagir a ele.
Este estudo estabelece as bases para uma compreensão mais profunda dos mecanismos de supercondutividade em alta temperatura.
“Uma compreensão completa dos mecanismos físicos da supercondutividade de alta temperatura poderia ampliar o projeto, a produção e as aplicações de novos materiais supercondutores de alta temperatura, revolucionando potencialmente campos como transmissão de energia, medicina e supercomputação”, disse Chen. .
