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Thomas Iadecola si è fatto strada attraverso il titolo dell'ultimo documento di ricerca che include il suo lavoro teorico e analitico, spiegando pazientemente la simulazione quantistica digitale, i sistemi Floquet e le fasi topologiche protette dalla simmetria.
Poi ha offerto spiegazioni sui sistemi di non equilibrio, i cristalli temporali, la periodicità 2T e il Premio Nobel per la Fisica 2016.
L'angolo di Iadecola della fisica quantistica della materia condensata - lo studio di come gli stati della materia emergono da raccolte di atomi e particelle subatomiche - può essere controintuitivo e necessita di una spiegazione al massimo ad ogni turno e termine.
La conclusione, come spiegato dalla Royal Swedish Academy of Sciences nell'annunciare che il premio per la fisica 2016 a David Thouless, Duncan Haldane e Michael Kosterlitz, è che i ricercatori stanno rivelando sempre più segreti della materia esotica, "un mondo sconosciuto in cui la materia può assumere stati strani."
Il nuovo paper pubblicato sulla rivista Nature e co-autore di Iadecola, un assistente professore di fisica e astronomia della Iowa State University e uno scienziato dell'Ames National Laboratory, descrive simulazioni utilizzando il calcolo quantistico che ha consentito l'osservazione di uno stato distintivo della materia portato fuori dal suo normale equilibrio.
L'autore corrispondente del documento è Dong-Ling Deng della Tsinghua University di Pechino, in Cina. Deng e Iadecola hanno lavorato insieme nel 2017 e nel '18 come ricercatori post-dottorato presso l'Università del Maryland.
"Il nostro lavoro apre la strada all'esplorazione di nuove fasi di non equilibrio della materia", hanno scritto gli autori in un riassunto del loro articolo.
Per te e per me, quei nuovi stati della materia potrebbero un giorno fornire proprietà uniche e utili per le nuove tecnologie. Le possibili applicazioni nell'elaborazione delle informazioni quantistiche includono la scienza della misurazione di precisione e l'archiviazione delle informazioni.
Per questo progetto, Iadecola è stato uno scienziato di supporto che ha contribuito al lavoro teorico e all'analisi dei dati. Ad esempio, "In un progetto collaborativo come questo, il mio ruolo è aiutare a definire le domande che gli sperimentatori devono affrontare", ha affermato.
La principale domanda a cui hanno risposto in questo articolo è come utilizzare una piattaforma di calcolo quantistico per studiare e comprendere stati esotici della materia.
"Questo documento dimostra che i ricercatori hanno una piattaforma di simulazione quantistica digitale molto bella", ha detto Iadecola. "Questa piattaforma può essere applicata anche ad altri problemi interessanti della fisica quantistica a molti corpi."
Il progetto si integra con il lavoro che Iadecola partirà quest'estate. Il prossimo progetto comporterà un lavoro teorico in sistemi quantistici a molte particelle, compreso lo studio di come possono essere preservati stati quantistici delicati. Tale conservazione consentirebbe di utilizzare gli stati per il calcolo quantistico, una nuova tecnologia che utilizza la dinamica quantistica per elaborare e archiviare informazioni.
Iadecola spera anche di sviluppare un curriculum interdisciplinare in informatica quantistica presso lo Iowa State per aiutare a "far crescere la pipeline dei talenti quantistici".
Sebbene il progetto riguardi la teoria e l'istruzione, un riassunto afferma che sarà affrontato "in vista delle tecnologie quantistiche emergenti".
"Stiamo pensando a nuovi fenomeni", ha detto Iadecola. "Realizzare questi fenomeni sull'hardware quantistico odierno potrebbe preparare il terreno per spostarci verso queste applicazioni nell'elaborazione delle informazioni quantistiche". + Esplora ulteriormente
