Kvantsimuleringar är ett lovande tillvägagångssätt för att studera komplexa fysiska system som är svåra eller omöjliga att undersöka med klassiska datorer. Genom att utnyttja kraften i kvantmekaniken kan forskare simulera beteendet hos dessa system och få insikter som inte är tillgängliga genom traditionella beräkningsmetoder.
Dock är inte alla kvantsystem lika väl lämpade för simuleringar. Vissa system är mer mottagliga för buller och dekoherens, vilket kan införa fel i simuleringarna. Forskarnas metod tar sig an denna utmaning genom att identifiera de egenskaper som gör ett kvantsystem lämpligt för simuleringar.
Teamets metod bygger på konceptet "kvantkoherens". Koherens är en grundläggande egenskap hos kvantsystem som gör att de kan uppvisa vissa beteenden, såsom superposition och intrassling. Ju mer sammanhängande ett kvantsystem är, desto bättre lämpar det sig för simuleringar.
Med hjälp av sin metod kunde forskarna identifiera flera kvantsystem som är särskilt väl lämpade för simuleringar. Dessa system inkluderar fångade joner, supraledande kretsar och kvantprickar. Forskarna fann också att vissa material, som grafen, har egenskaper som gör dem till lovande kandidater för kvantsimuleringar.
Teamets resultat ger värdefull vägledning för forskare som utvecklar kvantteknologier. Genom att välja kvantsystem som är väl lämpade för simuleringar kan forskare förbättra noggrannheten och effektiviteten i sina simuleringar och få djupare insikter om beteendet hos komplexa fysiska system.
Forskningen utfördes av ett internationellt team av fysiker från University of Vienna, University of Innsbruck, Technical University of Munich, University of Sydney och University of California, Berkeley.
