Nova studija iz kvantne fizike pokazuje da se jednostavnom promjenom magnetnog polja tokom vremena mogu otključati potpuno novi oblici materije koji ne postoje u normalnim uslovima.
Pažljivim „podešavanjem“ materijala kroz vremenski kontrolisane promjene magnetnog polja, istraživači su uspjeli stvoriti egzotična kvantna stanja koja bi mogla biti znatno stabilnija i otpornija na greške, što je jedan od najvećih izazova u razvoju kvantnih računara. To sugeriše da budućnost kvantne tehnologije možda neće zavisiti samo od materijala, nego i od načina na koji se njima upravlja kroz vrijeme.
Uveliko se očekuje da će kvantna tehnologija promijeniti način obrade velikih i složenih skupova podataka. Iako se trenutno uglavnom koristi u laboratorijama i istraživačkim okruženjima, oblast se postepeno približava praktičnoj primjeni u različitim industrijama.
U nedavnoj studiji istraživači su analizirali ponašanje materije na ekstremno malim skalama, uključujući atome, elektrone i fotone. Rad sa Kalifornijskog politehničkog državnog univerziteta fokusirao se na to kako promjene magnetnog polja kroz vrijeme mogu izazvati pojavu ranije neviđenih svojstava materije.
Rezultati pokazuju da, kada se magnetna polja mijenjaju na kontrolisan i precizno tempiran način, mogu nastati kvantna stanja koja ne postoje u „statičnim“ materijalima.
„Ovo je napredak u razumijevanju kako vremenska kontrola može stvoriti i organizovati nove oblike kvantne materije“, navode istraživači. „Ključna ideja je da kvantna svojstva ne zavise samo od materijala, nego i od načina na koji se njime upravlja kroz vrijeme.“
Preciznim upravljanjem magnetnim poljima, naučnici mogu dizajnirati kvantne sisteme koji su stabilniji i manje osjetljivi na „šum“ i greške, što je jedan od glavnih problema kvantnih tehnologija.
Iako su detalji tehnički složeni, suština je da se otvaraju novi načini stvaranja i proučavanja kvantnih stanja u kontrolisanim uslovima, poput eksperimenata sa ultrahladnim atomima.
„Najdirektniji značaj ove studije je za kvantno računarstvo i simulacije“, navode naučnici, uz napomenu da bi primjena u industriji došla tek kroz dalji razvoj i eksperimentalnu potvrdu.
Istraživanje je otkrilo i matematičke obrasce koji podsjećaju na strukture iz višedimenzionalnih kvantnih sistema. To sugeriše da čak i relativno jednostavni sistemi, kada se pravilno kontrolišu, mogu pomoći u razumijevanju složenije kvantne fizike.
Također je mapirana struktura stabilnih kvantnih faza, koja pokazuje kako se ova egzotična stanja organizuju u tzv. topološkim faznim dijagramima.
Kvantna mehanika omogućava obradu informacija na načine koji daleko nadmašuju mogućnosti klasičnih računara. Takvi sistemi mogu ubrzati simulacije, analizu podataka i rješavanje kompleksnih problema.
Magnetna polja su ključna jer se koriste za kontrolu kubita, osnovnih jedinica kvantnih informacija koje predstavljaju ekvivalent 0 i 1 u klasičnim računarima.