Google Quantium Simulator vytváří Subatomic Hofstadter's Butterfly

Hned, když jste si mysleli, že kvantové simulátory mohou jen křičet čísla, hodí na drogový koberec a začnou vyrábět tapiserie.

Tento psychedelický obraz není jen něco, co by se na pár bongových ripů dívalo. Jmenuje se motýl Hofstadter a je to vlastně mapa toho, jak se elektrony chovají v silném magnetickém poli. Každé rozdělení a posun těchto subatomárních částic jsou krásně vykresleny fotony uvnitř kvantového čipu Google.

Motýl Hofstadter byl objeven v roce 1976 a vždy nebyl ničím jiným než poučeným odhadem, jak elektrony odcházejí a proudí uvnitř magnetického pole. S tímto společným výzkumným úsilím společnosti Google a vědci z univerzit v Kalifornii, Singapuru a Řecku zveřejnili ve čtvrtek v roce 2006 Věda, nyní máme mnohem lepší představu o tom, jak tento fenomén vypadá.

To vše bylo možné díky kvantovým simulátorům, které jsou speciálním kvantovým počítačem. Nemohou to vyřešit žádný problém jako dosud teoretické kvantové počítače, ale mohou být použity k řešení konkrétních problémů.

Problémem zde bylo, že konvenční počítače nemohly přesně mapovat částice, které jsou nepředstavitelně malé. Kvantový simulátor Google běží namísto binárních bitů na fotonových qubitech. Tyto qubity jsou také subatomární částice, které jim umožňují vytvořit detailnější obraz motýla Hofstadtera, než tomu bylo u tradičních počítačů.

„Naše metoda je jako bít na zvonek. Zvuk, který vytváří, je superpozicí všech základních harmonických, “vysvětlil ve svém prohlášení výzkumný pracovník Centra pro kvantové technologie v Řecku Dimitris Angelakis. „Tím, že několikrát zasáhnete v různých pozicích a posloucháte melodii dost dlouho, můžete vyřešit skryté harmonické. Totéž uděláme s kvantovým čipem, zasáhneme ho fotony a pak sledujeme jeho vývoj v čase. “

Výsledky tohoto výzkumu nejenže vytvořily dank motýl, ale také ukazují, jak kvantové simulátory mohou být použity k vizualizaci přirozeně se vyskytujících jevů ve světě kolem nás. Podobně jako to, jak je vidět, je i vidění často chápáno. Schopnost jasně si představit nekonečně malé částice a síly, které tvoří svět, může vést k lepšímu pochopení toho, jak fungují a vzájemně spolupracují.