على عكس المراحل التقليدية للمادة ، يتم تعريف ما يسمى مراحل الكم غير المتوازنة من خلال خصائصها الديناميكية وتطور الوقت-وهو سلوك لا يمكن التقاطه بواسطة الديناميكا الحرارية التقليدية. تنشأ إحدى فئات الدول غير المتوازنة بشكل خاص في أنظمة Floquet-أنظمة الكم التي يتم تحريكها بشكل دوري في الوقت المناسب. يمكن أن تؤدي هذه القيادة الإيقاعية إلى أشكال جديدة تمامًا من النظام والتي لا يمكن أن توجد في ظل أي ظروف توازن ، مما يكشف عن ظواهر غير متوقعة في متناول المراحل التقليدية للمادة.
باستخدام معالج Qubit Quantum Superucting Superucting ، أدرك الفريق من جامعة ميونيخ التقنية (TUM) ، وجامعة برينستون ، وجوجل كمية منظمة العفو الدولية ، حالة مرتبة طوابًا ، وهي مرحلة تم اقتراحها نظريًا ولكن لم يتم ملاحظتها من قبل. قاموا بتصوير الحركات المميزة المميزة على الحافة وقاموا بتطوير خوارزمية تداخل جديدة للتحقيق في الخصائص الطوبولوجية الأساسية للنظام. هذا سمح لهم بمشاهدة الديناميكية “transmutation” من الجزيئات الغريبة – السمة المميزة التي تم التنبؤ بها نظريًا لهذه الحالات الكمومية الغريبة.
كمبيوتر الكم كمختبر
“Highly entangled non-equilibrium phases are notoriously hard to simulate with classical computers,” وقال المؤلف الأول ميليسا ، طالبة الدكتوراه في قسم الفيزياء في كلية توم للعلوم الطبيعية. “Our results show that quantum processors are not just computational devices – they are powerful experimental platforms for discovering and probing entirely new states of matter.”
يفتح هذا العمل الباب أمام عصر جديد من المحاكاة الكمومية ، حيث تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية مختبرات لدراسة المناظر الطبيعية الشاسعة وغير المستكشفة إلى حد كبير للمادة الكمية خارج التوازن. يمكن أن يكون للرؤى المكتسبة من هذه الدراسات آثار بعيدة المدى ، من فهم الفيزياء الأساسية إلى تصميم تقنيات الكم من الجيل التالي.