Исследователи из Калифорнийского политехнического государственного университета установили, что изменение магнитного поля во времени способствует образованию новых форм квантовой материи. Ожидается, что эти состояния позволят повысить устойчивость систем к внешним помехам. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review B.
Квантовые технологии применяются для обработки больших массивов данных, однако их внедрение ограничено уязвимостью к аппаратным шумам. Ошибки в вычислениях часто возникают из-за нестабильности квантовых битов (кубитов) при взаимодействии с окружающей средой. Поиск способов повышения их надежности является одной из главных задач в данной области.
В ходе работы физики применили метод, при котором магнитное поле изменяется по заданному временному графику. Такой контролируемый процесс приводит к возникновению квантовых фаз, не имеющих статических аналогов. Эти динамические состояния материи существуют только при постоянном внешнем воздействии.
Полученные результаты демонстрируют, что свойства материалов зависят не только от их химического состава, но и от характера физического воздействия во времени. Подобный подход расширяет возможности управления квантовыми системами в изолированных условиях, таких как эксперименты с ультрахолодными атомами.
Кроме создания новых фаз, авторы работы выявили математический принцип организации систем, который отражает закономерности, характерные для многомерных квантовых моделей. Была составлена топологическая фазовая диаграмма, служащая наглядным руководством по стабильным квантовым состояниям.
Практическое применение данного метода направлено на развитие квантовых вычислений и симуляций. Повышение устойчивости кубитов к внешним помехам будет способствовать разработке надежных вычислительных устройств для фармацевтической, аэрокосмической и финансовой отраслей.
Ранее Наука Mail рассказывала, что физики смогли продлить жизнь магнонам — это поможет в создании устойчивых квантовых компьютеров.
