"С помощью квантового отжигателя мы продемонстрировали новый способ моделирования магнитных состояний", - сказал Алехандро Лопес-Безанилья, виртуальный экспериментатор из теоретического отдела Лос-Аламосской национальной лаборатории. Лопес-Безанилья является соответствующим автором статьи об исследовании в Научные достижения.

"Мы показали, что магнитная квазикристаллическая решетка может содержать состояния, выходящие за рамки нулевого и однобитового состояний классической информационной технологии", - сказал Лопес-Безанилья. "Применяя магнитное поле к конечному набору спинов, мы можем изменить магнитный ландшафт квазикристаллического объекта".

"Квазикристалл - это структура, состоящая из повторения некоторых основных форм по правилам, отличным от правил обычных кристаллов", - сказал он.

Для этой работы с Кристиано Нисоли, физиком-теоретиком также из Лос-Аламоса, компьютер для квантового отжига D-Wave послужил платформой для проведения реальных физических экспериментов с квазикристаллами, а не для их моделирования. Такой подход "позволяет материи говорить с вами", - сказал Лопес-Безанилья, - "потому что вместо запуска компьютерных кодов мы переходим прямо к квантовой платформе и настраиваем все физические взаимодействия по своему желанию".

Взлеты и падения кубитов

Лопес-Безанилья выбрала 201 кубит на компьютере D-Wave и соединила их друг с другом, чтобы воспроизвести форму квазикристалла Пенроуза.

С тех пор как Роджер Пенроуз в 1970-х годах разработал апериодические структуры, названные в его честь, никто не вращал каждый из их узлов, чтобы наблюдать за их поведением под действием магнитного поля.

"Я соединил кубиты так, чтобы все вместе они воспроизводили геометрию одного из его квазикристаллов, так называемого P3", - сказал Лопес-Безанилья. "К моему удивлению, я заметил, что применение определенных внешних магнитных полей к структуре привело к тому, что некоторые кубиты с одинаковой вероятностью демонстрировали ориентацию как вверх, так и вниз, что приводит к тому, что квазикристалл P3 принимает самые разнообразные магнитные формы".

Манипулирование силой взаимодействия между кубитами и кубитами с внешним полем приводит к тому, что квазикристаллы располагаются в различных магнитных расположениях, предлагая перспективу кодирования более одного бита информации в одном объекте.

Некоторые из этих конфигураций не демонстрируют точного упорядочения ориентации кубитов.

"Это может сыграть нам на руку, - сказал Лопес-Безанилья, - потому что они потенциально могут содержать квантовую квазичастицу, представляющую интерес для информатики". Спиновая квазичастица способна переносить информацию, невосприимчивую к внешним помехам.

Квазичастица - это удобный способ описать коллективное поведение группы базовых элементов. Такие свойства, как масса и заряд, могут быть приписаны нескольким спинам, движущимся так, как если бы они были одним целым.