Presso il City College of New York (CCYN), un gruppo di ricercatori ha sviluppato un algoritmo quantistico in grado di studiare una classe di sistema quantistico a molti elettroni, utilizzando dei computer quantistici. Il loro lavoro, dal titolo “Creating and Manipulating a Laughlin-Type v=1/3 Fractional Quantum Hall State on a Quantum Computer with Linear Depth Circuits“, è stato pubblicato nel numero di novembre/dicembre 2020 di PRX Quantum, un giornale della American Physical Society.
La fisica quantistica è la teoria fondamentale della natura, che porta alla formazione delle molecole e della risultante materia che ci circonda. Si sa che quando si ha a che fare con un grande numero di particelle quantistiche, come gli elettroni all’interno di un metallo, che interagiscono fra di loro, si possono verificare dei nuovi fenomeni, come la superconduttività .
Tuttavia, finora, gli strumenti per studiare sistemi con grandi numeri di particelle quantistiche interagenti, insieme alle loro nuove proprietà , sono stati molto limitati.
L’algoritmo sviluppato presso la CCNY utilizza delle porte quantistiche che agiscono sui qubit vicini in un ambiente quasi unidimensionale, e la sua profondità del circuito ha una relazione lineare con il numero dei qubit. Lo studio si propone di identificare le funzioni di correlazione, che servono a contraddistinguere lo stato di Laughlin e, successivamente, si applicano queste funzioni a un computer quantistico. Nello studio è stata affrontata anche una generalizzazione dell’algoritmo per creare delle quasiparticelle nello stato di Laughlin. Ciò apre la strada a diversi studi di rilievo, tra cui la simulazione quantistica delle dinamiche di non equilibrio e l’intreccio di quasiparticelle negli stati di Hall.
Questo nuovo algoritmo, inoltre, apre una nuova prospettiva per utilizzare i nuovi dispositivi quantistici per studiare problemi che risulterebbero altrimenti molto impegnativi da affrontare utilizzando i computer classici.
I risultati di questa ricerca potranno fornire degli strumenti per migliorare i dispositivi di quantum computing. L’applicazione diretta sulla vita reale emergerà sicuramente quando i computer quantistici potranno essere utilizzati per le applicazioni della vita quotidiana.
Fonte: phys.org
Sviluppato un nuovo algoritmo quantistico
Un team di ricercatori americani ha sviluppato un nuovo algoritmo quantistico, la cui applicazione dovrebbe apportare dei miglioramenti nelle prestazioni dei computer quantistici
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