Team Skripts bahnbrechender Quantenalgorithmus

Der Physiker Pouyan Ghaemi vom City College of New York und sein Forschungsteam behaupten, bedeutende Fortschritte bei der Verwendung von Quantencomputern zur Untersuchung und Vorhersage zu haben, wie sich der Zustand einer großen Anzahl interagierender Quantenteilchen im Laufe der Zeit entwickelt. Dies geschah durch die Entwicklung eines Quantenalgorithmus, den sie auf einem IBM-Quantencomputer ausführen. „Nach unserem besten Wissen wurde ein solcher spezieller Quantenalgorithmus, der simulieren kann, wie sich interagierende Quantenteilchen im Laufe der Zeit entwickeln, noch nie zuvor implementiert“, sagte Ghaemi, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Wissenschaft des CCNY.

Die Studie mit dem Titel „Probing geometrische Erregungen fraktionierter Quanten-Hall-Zustände auf Quantencomputern“ erscheint im Journal of Briefe zur körperlichen Überprüfung.

„Die Quantenmechanik ist bekanntlich der zugrunde liegende Mechanismus, der die Eigenschaften von Elementarteilchen wie Elektronen bestimmt“, sagte Ghaemi. „Aber leider gibt es keine einfache Möglichkeit, Gleichungen der Quantenmechanik zu verwenden, wenn wir die Eigenschaften einer großen Anzahl von Elektronen untersuchen wollen, die aufgrund ihrer elektrischen Ladung auch Kräfte aufeinander ausüben.“

Die Entdeckung seines Teams ändert dies jedoch und eröffnet andere aufregende Möglichkeiten.

„Auf der anderen Seite gab es in letzter Zeit umfangreiche technologische Entwicklungen beim Bau der sogenannten Quantencomputer. Diese neue Klasse von Computern nutzt das Gesetz der Quantenmechanik, um Berechnungen durchzuführen, die mit klassischen Computern nicht möglich sind.“

„Wir wissen, dass, wenn Elektronen in Materialien stark miteinander wechselwirken, interessante Eigenschaften wie Hochtemperatur-Supraleitung entstehen könnten“, bemerkte Ghaemi. „Unser Quantencomputing-Algorithmus eröffnet einen neuen Weg, um die Eigenschaften von Materialien zu untersuchen, die aus starken Elektron-Elektron-Wechselwirkungen resultieren. Als Ergebnis kann er möglicherweise die Suche nach nützlichen Materialien wie Hochtemperatur-Supraleitern leiten.“

Er fügte hinzu, dass sie auf der Grundlage ihrer Ergebnisse nun möglicherweise Quantencomputer verwenden könnten, um viele andere Phänomene zu untersuchen, die aus einer starken Wechselwirkung zwischen Elektronen in Festkörpern resultieren. „Es gibt viele experimentell beobachtete Phänomene, die möglicherweise durch die Entwicklung von Quantenalgorithmen, ähnlich dem von uns entwickelten, verstanden werden könnten.“