Fysikern Pouyan Ghaemi från City College i New York och hans forskargrupp hävdar betydande framsteg när det gäller att använda kvantdatorer för att studera och förutsäga hur tillståndet för ett stort antal interagerande kvantpartiklar utvecklas över tiden. Detta gjordes genom att utveckla en kvantalgoritm som de kör på en IBM kvantdator. "Såvitt vi vet har en sådan speciell kvantalgoritm som kan simulera hur interagerande kvantpartiklar utvecklas över tiden inte implementerats tidigare", säger Ghaemi, docent vid CCNY:s vetenskapsavdelning.

Med titeln "Probing geometric excitations of fractional quantum Hall states on quantum computers," studien visas i tidskriften Physical Review Letters .

"Kvantmekaniken är känd för att vara den underliggande mekanismen som styr egenskaperna hos elementära partiklar som elektroner," sa Ghaemi. "Men tyvärr finns det inget enkelt sätt att använda kvantmekanikens ekvationer när vi vill studera egenskaperna hos ett stort antal elektroner som också utövar kraft på varandra på grund av deras elektriska laddning."

Hans teams upptäckt ändrar dock detta och väcker andra spännande möjligheter.

"På den andra fronten har det nyligen skett en omfattande teknisk utveckling när det gäller att bygga så kallade kvantdatorer. Dessa nya klasser av datorer använder kvantmekanikens lag för att utföra beräkningar som inte är möjliga med klassiska datorer."

"Vi vet att när elektroner i material interagerar starkt med varandra kan intressanta egenskaper som högtemperatursupraledning uppstå," noterade Ghaemi. "Vår kvantberäkningsalgoritm öppnar en ny väg för att studera egenskaperna hos material som är ett resultat av starka elektron-elektroninteraktioner. Som ett resultat kan den potentiellt vägleda sökandet efter användbara material som högtemperatursupraledare."

Han tillade att baserat på deras resultat kan de nu potentiellt titta på att använda kvantdatorer för att studera många andra fenomen som är resultatet av stark interaktion mellan elektroner i fasta ämnen. "Det finns många experimentellt observerade fenomen som potentiellt skulle kunna förstås med hjälp av utvecklingen av kvantalgoritmer liknande den vi utvecklade." + Utforska vidare

CCNY-teamet i kvantalgoritmens genombrott