D-Wave Systems ha pubblicato oggi uno studio fondamentale che dimostra una transizione di fase topologica utilizzando il suo computer quantistico di ricottura da 2048 qubit. Questa complessa simulazione quantistica dei materiali è un passo importante verso la riduzione della necessità di ricerca e sviluppo fisici dispendiosi in termini di tempo e denaro.

La carta, dal titolo "Osservazione di fenomeni topologici in un reticolo programmabile di 1, 800 qubit", è stato pubblicato sulla rivista peer-reviewed Natura . Questo lavoro segna un importante progresso nel campo e dimostra ancora una volta che il computer quantistico D-Wave completamente programmabile può essere utilizzato come un simulatore accurato di sistemi quantistici su larga scala. I metodi utilizzati in questo lavoro potrebbero avere ampie implicazioni nello sviluppo di nuovi materiali, realizzando la visione originale di Richard Feynman di un simulatore quantistico. Questa nuova ricerca arriva sulla scia del recente D-Wave Scienza carta che dimostra un diverso tipo di transizione di fase in una simulazione quantistica di vetro di spin. I due documenti insieme indicano la flessibilità e la versatilità del computer quantistico D-Wave nella simulazione quantistica dei materiali, oltre ad altre attività come l'ottimizzazione e l'apprendimento automatico.

All'inizio degli anni Settanta, fisici teorici Vadim Berezinskii, J. Michael Kosterlitz e David Thouless predissero un nuovo stato della materia caratterizzato da proprietà topologiche non banali. Il lavoro è stato insignito del Premio Nobel per la fisica nel 2016. I ricercatori di D-Wave hanno dimostrato questo fenomeno programmando il sistema D-Wave 2000Q per formare un reticolo frustrato bidimensionale di spin artificiali. Le proprietà topologiche osservate nel sistema simulato non possono esistere senza effetti quantistici e concordano strettamente con le previsioni teoriche.

"Questo documento rappresenta una svolta nella simulazione di sistemi fisici che altrimenti sarebbero essenzialmente impossibili, " ha affermato il premio Nobel 2016 Dr. J. Michael Kosterlitz. "Il test riproduce la maggior parte dei risultati attesi, che è un risultato notevole. Ciò fa sperare che i futuri simulatori quantistici saranno in grado di esplorare sistemi più complessi e poco compresi in modo che si possa fidarsi dei risultati della simulazione nei dettagli quantitativi come modello di un sistema fisico. Non vedo l'ora di vedere applicazioni future di questo metodo di simulazione."

"Il lavoro descritto nel Natura paper rappresenta una pietra miliare nel campo della computazione quantistica:per la prima volta, uno stato della materia teoricamente previsto è stato realizzato nella simulazione quantistica prima di essere dimostrato in un vero materiale magnetico, " ha detto il dottor Mohammad Amin, capo scienziato presso D-Wave. "Questo è un passo significativo verso il raggiungimento dell'obiettivo della simulazione quantistica, consentire lo studio delle proprietà dei materiali prima di realizzarli in laboratorio, un processo che oggi può essere molto costoso e richiedere molto tempo."