.New Dimensions in Quantum Computing: Majorana Particles Go 2D

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양자 컴퓨팅의 새로운 차원: Majorana Particles Go 2D

추상 큐비트 양자 컴퓨팅

주제:델프트 공과대학입자물리학양자 컴퓨팅큐비트 작성자: 델프트 공과대학교 2024년 6월 16일 추상 큐비트 양자 컴퓨팅 QuTech 연구원들은 초전도체와 반도체를 활용하는 장치를 개발하여 이전에는 접근할 수 없었던 실험을 가능하게 함으로써 2차원 평면에 마요라나 입자를 생성했습니다. 이러한 발전은 안정적이고 토폴로지적으로 보호되는 마요라나 큐비트로 이어질 수 있으며, 이는 양자 컴퓨팅에 상당한 이점을 제공합니다.

연구원들은 안정적이고 효율적인 큐비트로 양자 컴퓨팅을 개선하는 것을 목표로 마요라나(Majorana) 입자를 생산하는 2D 방법을 혁신했습니다. QuTech의 연구원들은 2차원 평면 내에서 Majorana 입자를 만드는 방법을 발견했습니다. 그들은 초전도체와 반도체 의 시너지 효과를 활용하는 장치를 설계하여 이를 달성했습니다 . 이 새로운 2D 플랫폼의 다재다능함은 이전에는 실현 불가능했던 Majorana 관련 실험을 가능하게 합니다.

연구 결과는 저널 Nature 에 자세히 나와 있습니다 . 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터와 근본적으로 다르게 작동합니다. 기존 컴퓨터는 정보의 기본 단위로 0이나 1이 될 수 있는 비트를 사용하지만, 양자 컴퓨터는 0, 1 또는 두 가지 모두의 상태로 동시에 존재할 수 있는 큐비트를 사용합니다. 새로운 양자 알고리즘과 결합된 이러한 중첩 원리를 통해 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 효율적으로 특정 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 이 양자 정보를 저장하는 큐비트는 본질적으로 기존 비트보다 더 취약합니다. 본질적으로 안정적인 큐비트 마요라나 큐비트는 위상적으로 보호되는 물질 상태를 기반으로 합니다.

즉, 작은 국소적 교란이 큐비트 상태를 파괴할 수 없습니다. 외부 영향에 대한 이러한 견고성으로 인해 마요라나 큐비트는 양자 컴퓨팅 에 매우 바람직한데 , 이러한 상태에 인코딩된 양자 정보는 상당히 오랜 시간 동안 안정적으로 유지되기 때문입니다. 2차원의 마조라나 입자 전체 Majorana 큐비트를 생성하려면 여러 단계가 필요합니다. 첫 번째는 마요라나(Majorana)를 안정적으로 엔지니어링하고 큐비트에 대한 유망한 후보로 만드는 특별한 속성을 실제로 보유하고 있음을 입증하는 능력입니다. 이전에 TU Delft와 TNO의 협력인 QuTech의 연구원들은 1차원 나노와이어를 사용하여 Kitaev 체인을 생성하여 Majoranas를 연구하는 새로운 접근 방식을 시연했습니다. 이 접근 방식에서는 일련의 반도체 양자점을 초전도체를 통해 연결하여 마요라나를 생성합니다.

이 결과를 2차원으로 확장하는 것은 몇 가지 중요한 의미를 갖습니다. 제1저자인 Bas ten Haaf는 다음과 같이 설명합니다. "Kitaev 체인을 2차원으로 구현함으로써 우리는 기본 물리학이 보편적이고 플랫폼 독립적이라는 것을 보여줍니다." 그의 동료이자 공동 제1저자인 왕칭정(Qingzheng Wang)은 “Majorana 연구에서 재현성에 대한 오랜 도전을 고려할 때 우리의 결과는 정말 고무적입니다.”라고 덧붙입니다. 마요라나 큐비트 방향 경로 2차원 시스템에서 Kitaev 체인을 생성하는 능력은 향후 Majorana 연구를 위한 여러 가지 길을 열어줍니다. 수석 연구원 Srijit Goswami는 다음과 같이 설명합니다.

“나는 이제 우리가 Majoranas의 근본적인 특성을 조사하기 위해 흥미로운 물리학을 수행할 수 있는 위치에 있다고 믿습니다. 예를 들어 Kitaev 체인의 사이트 수를 늘리고 Majorana 입자 보호를 체계적으로 연구할 수 있습니다. 장기적으로 2D 플랫폼의 유연성과 확장성을 통해 마요라나 네트워크를 생성하고 이를 마요라나 큐비트 제어 및 판독에 필요한 보조 요소와 통합하기 위한 구체적인 전략을 생각할 수 있습니다.”

참고문헌: Sebastiaan LD ten Haaf, Qingzhen Wang, A. Mert Bozkurt, Chun-Xiao Liu, Ivan Kulesh, Philip Kim, Di Xiao, Candice Thomas, Michael J. Manfra, Tom Dvir, Michael Wimmer 및 Srijit Goswami의 "2차원 전자 가스의 2개 사이트 키타에프 사슬", 2024년 6월 12일, Nature . DOI: 10.1038/s41586-024-07434-9

https://scitechdaily.com/new-dimensions-in-quantum-computing-majorana-particles-go-2d/

메모 2306170348

양자 컴퓨팅을 쉽게 해줄 물질을 찾아낸듯 하다. 마요라나 입자이다. qpeoms.unit 개념인지, 아닌지는 좀더 확인할 필요가 있다.

QuTech 연구원들은 초전도체와 반도체를 활용하는 장치를 개발하여 이전에는 접근할 수 없었던 실험을 가능하게 함으로써 2차원 평면에 *마요라나 입자를 생성했다.
*마요라나 입자는 물질과 반물질의 중간 선상에 놓인, 즉, 자기 자신이 곧 자신의 반물질인 성질을 가진 입자를 가리킨다.
일종에 ems인거여. msbase에 질량을 부여하는 qpoms에 빈틀이 바로 empty ms(ems)인겨. 근디, ems가 0의 값을 가졌는데, +-해서 0인지는 모르겠고 아무튼 중간역할이여. 헤헤.

이러한 발전은 안정적이고 토폴로지적으로 보호되는 마요라나 큐비트로 이어질 수 있으며, 이는 양자 컴퓨팅에 상당한 이점을 제공한다.

그런데 잼있는 일화가 있다. 미스테리한 일은 1938년 중성미자을 연구하던 마요라나(Ettore Majorana) 이탈리아 물리학자의 실종이다. 그의 실종이 사고나 범죄에 의한 것인지, 아니면 스스로 모습을 감춘 것인지는 명확하지 않으나, 배를 타기 전에 잠적할 계획임을 암시하는 글을 남긴 점, 마요라나가 심각한 우울증에 시달리고 있었다는 점을 고려하면 후자일 가능성이 높다고 여겨진다. 이후 생사 여부는 알려지지 않았지만 실종된 장소가 배 위였던 데다, 어디에서도 행적을 추적할만한 단서가 발견되지 않았기 때문에 자살했을 가능성에 무게가 실렸다. 그런데 1997년에 베네수엘라의 어느 정비공이 자신의 가게에 고객이었던 남자가 에토레 마요라나였다고 주장하여 주목을 받았다. 이 정비공이 마요라나로 추정되는 인물과 찍은 사진과 해당 인물을 베네수엘라에서 목격했다는 복수의 증언을 이탈리아 경찰이 조사한 결과 마요라나 본인일 가능성이 있다는 결론을 내렸다.

참고1.
이 입자의 존재를 처음 예측한 이탈리아의 이론 물리학자 에토레 마요라나이다. 이 입자의 특이한 물리 성질을 이용하면 온도와 외부간섭 등에 상관없이 안정적인 양자 큐비트를 유지할 수 있게 될 것으로 판단되기 때문에 양자컴퓨터 개발의 난제를 모조리 풀고 마침내 실용화를 가능하게 할 핵심 열쇠로 여겨지고 있다. 아주 특수한 환경에서만 제한적으로 관측되는 것이 문제였는데 최근 금 박막 표면에서 간접적으로 관측되었다는 연구가 나오기도 했다.

단, 위상학적 양자컴퓨터의 요소 상당수가 아직까지 이론적으로만 구성되어 있는데 대표적으로 땋기(braiding) 개념의 경우 아직 실험적 결과조차 없는 상황이다.

1.
ems가 msbase와 qpeoms의 중간 역할을 하는 것이 분명하다. 그게 중성미자와 관련된 물리의 정비사업인지 여부는 아직 알 수 없지만 질량을 주고받는 그릇이 정비와 관련이 있다면 대부분의 기계가 그렇듯이 부품이 만들어지고 제품이 되려면 정비과정은 필수이다. 제대로 수천만개의 제품이 제대로 조립이 되었는지 +-=0, oss=zerosums도 ems.majorana 개념일수 있으며 양자컴퓨터의 주요입자로 ems도 ems.0 입자단위가 될 수도 있음이여. 허허.

Memo 2306170348

It appears that a material that will make quantum computing easier has been found. These are marjoram particles. It is necessary to further check whether it is a qpeoms.unit concept or not.

QuTech researchers have developed a device that utilizes superconductors and semiconductors to create *Majorana particles in a two-dimensional plane, enabling previously inaccessible experiments.
*Majorana particle refers to a particle that lies midway between matter and antimatter, that is, it has the property of being its own antimatter.
It's kind of EMS. An empty frame in qpoms, which gives mass to msbase, is called empty ms(ems). However, ems has a value of 0, but I don't know if it is 0 because it is +-, but it is an intermediate role anyway. lol.

These advances could lead to stable and topologically protected Majorana qubits, which offer significant advantages for quantum computing.

But there is an interesting anecdote. A mysterious incident is the disappearance of Italian physicist Ettore Majorana, who was studying neutrinos, in 1938. It is not clear whether his disappearance was due to an accident or crime, or if he disappeared on his own, but considering that he left a message implying that he planned to disappear before boarding the ship and that Majorana was suffering from severe depression, it is likely the latter. It is considered high. It was not known whether he was still alive or not, but since the place where he went missing was on a ship and no clues were found anywhere to trace his whereabouts, the possibility that he committed suicide was given weight. However, in 1997, a Venezuelan mechanic attracted attention when he claimed that a man who had been a customer at his shop was Ettore Mayorana. Italian police investigated the photo the mechanic took with a person presumed to be Majorana and multiple testimonies of seeing the person in Venezuela, and concluded that it was likely Majorana himself.

Note 1.
The Italian theoretical physicist Ettore Majorana was the first to predict the existence of this particle. It is believed that by using the unique physical properties of this particle, it will be possible to maintain a stable quantum qubit regardless of temperature and external interference, so it is considered the key to solving all the difficulties in developing a quantum computer and finally enabling its commercialization. The problem was that it was only observed in very special environments, but a recent study showed that it was observed indirectly on the surface of a gold thin film.

However, many of the elements of topological quantum computers are still only theoretically constructed, and in the case of the braiding concept, there are no experimental results yet.

One.
It is clear that EMS plays an intermediate role between msbase and qpeoms. It is not yet known whether it is a physical maintenance project related to neutrinos, but if the vessel that exchanges mass is related to maintenance, as with most machines, the maintenance process is essential for parts to be made and become products. Whether tens of millions of products have been properly assembled, +-=0 and oss=zerosums may also be an ems.majorana concept, and as the main particle of a quantum computer, ems may also be an ems.0 particle unit. haha.

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
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0000010010
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sample pms (standard)
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Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
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cadccbcdc
cdbdcbdbb
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bddbcbdca

.Physicists confirm quantum entanglement persists between top quarks, the heaviest known fundamental particles

물리학자들은 가장 무거운 기본 입자인 톱 쿼크 사이에 양자 얽힘이 지속된다는 것을 확인했습니다

Research team measures the mass of the top quark with unparalleled accuracy

데이비드 안드레아타, 로체스터 대학교 얽힘 실험: 대형 강입자 충돌기의 소형 뮤온 솔레노이드(CMS) 실험 내부. 검출기에서 일하는 로체스터 물리학자들은 장거리 및 고속에서 지속되는 상부 쿼크와 상부 반쿼크 사이의 스핀 얽힘을 관찰했습니다. 출처: 막시밀리앙 브라이스, CERNJUNE 14, 2024

로체스터 대학 물리학 교수 레지나 데미나가 이끄는 물리학자 그룹의 실험은 양자 얽힘과 관련된 중요한 결과를 낳았습니다. 알베르트 아인슈타인은 이 효과를 "원거리에서의 소름 돋는 작용"이라고 불렀습니다. 얽힘은 상호작용했다가 떨어져 나가는 작은 입자의 조화로운 행동과 관련이 있습니다. 분리된 입자 쌍 중 하나의 위치, 운동량 또는 스핀과 같은 특성을 측정하면 두 번째 입자가 쌍둥이에서 얼마나 멀리 표류했는지에 관계없이 다른 입자의 결과가 즉시 변경됩니다.

실제로 하나의 얽힌 입자, 즉 큐비트의 상태는 다른 입자와 분리될 수 없습니다. 광자나 전자와 같은 안정된 입자 사이에서는 양자 얽힘이 관찰되었습니다. 하지만 데미나와 그녀의 그룹은 불안정한 탑 쿼크 와 그들의 반물질 파트너 사이에 빛의 속도로 전달되는 정보로 커버할 수 있는 거리보다 더 먼 거리에서도 얽힘이 지속되는 것을 처음으로 발견하여 새로운 경지를 개척했습니다. 구체적으로 연구자들은 입자 간의 스핀 상관관계를 관찰했습니다.

따라서 입자는 아인슈타인이 "원거리에서의 으스스한 작용"이라고 묘사한 것을 보여주었습니다. 양자 탐사를 위한 '새로운 길' 이 발견은 실험이 수행된 유럽 핵 연구 센터(CERN)의 Compact Muon Solenoid(CMS) 협업에 의해 보고되었습니다 . 보고서는 " 가장 무거운 기본 입자인 톱 쿼크 사이의 양자 얽힘을 확인함으로써 접근 가능한 것보다 훨씬 더 큰 에너지에서 우리 세계의 양자 특성을 탐구할 수 있는 새로운 길이 열렸다"고 밝혔습니다.

스위스 제네바 근처에 위치한 CERN은 세계에서 가장 큰 입자물리학 연구소입니다. 탑쿼크를 생산하려면 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 얻을 수 있는 매우 높은 에너지가 필요합니다. 이를 통해 과학자들은 고에너지 입자를 빛의 속도에 가까운 속도로 17마일 지하 궤도를 돌며 보낼 수 있습니다. 얽힘 현상은 암호화와 양자 컴퓨팅과 같은 분야에 광범위한 영향을 미치는 양자 정보 과학의 급성장하는 분야의 기반이 되었습니다.

금 원자만큼 무거운 탑 쿼크는 LHC와 같은 충돌기에서만 생산될 수 있으므로 양자 컴퓨터를 만드는 데 사용될 가능성은 낮습니다. 하지만 데미나와 그녀의 그룹이 수행한 것과 같은 연구는 얽힘이 얼마나 오래 지속되는지, 입자의 "딸"이나 붕괴 생성물로 전달되는지, 그리고 궁극적으로 얽힘을 깨는 것이 있다면 무엇인지에 대한 빛을 비출 수 있습니다. 이론가들은 우주가 초기의 빠른 확장 단계 이후 얽힌 상태에 있었다고 믿습니다. 데미나와 그녀의 연구자들이 관찰한 새로운 결과는 과학자들이 우리 세계에서 양자 연결이 끊어진 이유를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

양자 장거리 관계의 상위 쿼크 Demina는 자신의 그룹 결과를 설명하기 위해 CMS 소셜 미디어 채널에 동영상을 녹화했습니다. 그녀는 "King Top"이라고 부르는 우유부단한 머나먼 땅의 왕에 대한 비유를 사용했습니다. 킹 탑은 그의 나라가 침략당하고 있다는 소식을 듣고, 그의 땅의 모든 사람들에게 방어 준비를 하라고 전하기 위해 사자들을 보냅니다. 하지만 데미나가 영상에서 설명하듯, 그는 마음을 바꾸어 사람들에게 물러나라고 명령하기 위해 사자들을 보냅니다. "그는 계속 이렇게 결정을 번복하고, 다음 순간에 그가 어떤 결정을 내릴지 아무도 모릅니다." 데미나가 말했습니다.

데미나는 이 왕국의 한 마을의 지도자인 "안티-탑"을 제외하고는 아무도 없다고 설명합니다. "그들은 언제든지 서로의 마음 상태를 알고 있습니다"라고 Demina는 말합니다. Demina의 연구 그룹은 자신과 대학원생 Alan Herrera, 박사후 연구원 Otto Hindrichs로 구성되어 있습니다. 대학원생 시절, 데미나는 1995년 탑 쿼크를 발견한 팀에 있었습니다. 나중에 로체스터의 교수로서 데미나는 미국 전역의 과학자들로 구성된 팀을 공동으로 이끌었고, 이 팀은 2012년 히그스 보손 (우주의 질량 기원을 설명하는 데 도움이 되는 기본 입자)을 발견하는 데 핵심적인 역할을 한 추적 장치를 만들었습니다.

로체스터 연구원들은 전 세계의 물리학자들을 하나로 모으는 CMS Collaboration의 일부로서 CERN에서 오랜 역사를 가지고 있습니다. 최근에 또 다른 로체스터 팀은 물질의 구성 요소가 상호 작용하는 방식을 설명하는 표준 입자 물리학 모델의 중요한 구성 요소인 전약 혼합 각도를 측정하는 데 중요한 이정표를 달성했습니다.

추가 정보: CMS Physics Analysis Summary: cms-results.web.cern.ch/cms-re … OP-23-007/index.html 로체스터대학교 제공

https://phys.org/news/2024-06-physicists-quantum-entanglement-persists-quarks.html

메모 2406170507

물리학자들은 가장 무거운 기본 입자인 톱 쿼크 사이에 양자 얽힘이 지속된다는 것을 확인했다. 장거리 및 고속에서 지속되는 상부 쿼크(+q)와 상부 반쿼크(-q) 사이의 스핀 얽힘을 관찰한 것이다.

얽힘은 상호작용했다가 떨어져 나가는 작은 입자의 조화로운 *ossers() 행동과 관련이 있다. 분리된 입자 쌍 중 하나의 위치, 운동량 또는 스핀과 같은 특성을 측정하면 두 번째 입자가 쌍둥이에서 얼마나 멀리 표류했는지에 관계없이 다른 입자의 결과가 즉시 변경된다. 실제로 하나의 얽힌 입자, 즉 큐비트의 상태(oss.state)는 다른 입자와 분리될 수 없다.

또한 광자나 전자와 같은 안정한 입자 사이에서 양자 얽힘이 관찰되었다. 그래서 ossers는 qpeoms입자들이 드나드는 과정에 관여하는 새로운 시스템 같다. 이는 새로운 견해이고 뭔가 잃은 길이 환히 보이는 담장너머와 유사하다. 허허.

No photo description available.

Memo 2406170507

Physicists have confirmed that quantum entanglement persists between the heaviest elementary particles, the top quarks. We observed spin entanglement between the top quark (+q) and top antiquark (-q), which persists over long distances and high speeds.

Entanglement involves the coordinated *ossers() behavior of small particles interacting and then falling apart. Measuring properties such as position, momentum or spin of one of a pair of separated particles immediately changes the results for the other particle, regardless of how far the second particle has drifted from its twin. In reality, the state (oss.state) of one entangled particle, or qubit, cannot be separated from other particles.

Quantum entanglement has also been observed between stable particles such as photons and electrons. So ossers seem to be a new system involved in the process of qpeoms particles entering and leaving. This is a new view and is similar to looking beyond a fence where something is clearly visible along the way. haha.

sample qoms (standard)
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Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
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cadccbcdc
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bddbcbdca