.Quantum Computing Takes a Step Forward With New Spin Center Development

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.Quantum Computing Takes a Step Forward With New Spin Center Development

양자 컴퓨팅, 새로운 스핀 센터 개발로 한 단계 더 발전

첨단 미래 양자 컴퓨터 아트 일러스트레이션

주제:모델링양자 컴퓨팅양자정보과학UC 리버사이드 University OF CALIFORNIA - RIVERSIDE 2024년 7월 12일 첨단 미래 양자 컴퓨터 아트 일러스트레이션 UC 리버사이드 연구자들은 스핀 센터를 사용하여 자기 위상을 연구하는 양자 시뮬레이터를 개발하여 잠재적으로 정보 저장을 발전시키고 상온 양자 컴퓨팅을 가능하게 했습니다. 출처: SciTechDaily.com

새로운 기술로 인해 데이터 저장 및 전송 방법이 향상될 수 있습니다. 양자 컴퓨팅은 양자 역학의 원리를 활용하여 의학 및 머신 러닝을 포함한 다양한 분야에서 기존 컴퓨터의 기능을 능가하는 복잡한 과제를 해결합니다. 프로그래밍 가능한 상호 작용 양자 단위로 구성된 양자 시뮬레이터는 과학자가 복잡한 물리적 세계 모델을 에뮬레이션할 수 있도록 합니다. 이러한 상호 작용을 조정하고 시뮬레이터의 동작을 관찰함으로써 연구자는 이러한 모델과 간접적으로 실제 세계에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

Physical Review B 에 게재된 논문에서 , 저널이 편집자 제안으로 선정한 UC 리버사이드 연구진은 스핀 센터라는 양자 자기 객체의 사슬을 제안했습니다. 이 사슬은 외부 자기장이 있는 상황에서 물질의 다양한 자기적 위상과 이들 위상 간의 전이를 양자적으로 시뮬레이션할 수 있습니다. "우리는 스핀 센터를 수용하고 클래식 컴퓨터로는 완전히 연구할 수 없는 흥미로운 물리적 현상을 시뮬레이션하고 학습하는 데 사용할 수 있는 새로운 장치를 설계하고 있습니다." 연구팀을 이끈 물리학 및 천문학 교수인 샨웬 차이의 말입니다. "고체 재료의 스핀 센터는 새로운 양자 시뮬레이터를 설계하는 데 큰 잠재력이 있는 국소 양자 객체입니다."

샨 웬 차이와 트로이 로시

샨 웬 차이와 트로이 로시 사진은 Shan-Wen Tsai(왼쪽)와 Troy Losey를 보여줍니다. 출처: Tsai lab, UC Riverside

논문의 주저자이자 차이의 대학원생인 트로이 로시에 따르면, 이러한 장치의 발전을 통해 정보를 더 효율적으로 저장하고 전송하는 방법을 연구할 수 있을 뿐만 아니라 상온 양자 컴퓨터를 만드는 데 필요한 방법을 개발할 수 있다고 합니다.

"우리는 이 초기 제안된 장치와 비교하여 스핀 중심 기반 양자 시뮬레이터를 개선하는 방법에 대한 많은 아이디어를 가지고 있습니다."라고 그는 말했습니다. "이러한 새로운 아이디어를 채택하고 스핀 중심의 더 복잡한 배열을 고려하면 여전히 새롭고 의미 있는 물리학을 시뮬레이션할 수 있으면서도 쉽게 구축하고 작동할 수 있는 양자 시뮬레이터를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다."

아래에서, 차이와 로시는 연구에 대한 몇 가지 질문에 답합니다. 질문: 양자 시뮬레이터란 무엇인가요? 차이: 양자 역학의 특이한 행동을 활용하여 일반 컴퓨터로는 계산하기 너무 어려운 흥미로운 물리학을 시뮬레이션하는 장치입니다. 큐비트와 범용 게이트 연산으로 작동하는 양자 컴퓨터와 달리 양자 시뮬레이터는 특정 문제를 시뮬레이션/해결하도록 개별적으로 설계되었습니다. 양자 컴퓨터의 범용 프로그래밍 가능성을 다양한 양자 상호 작용과 기하학적 배열의 풍부함을 활용하는 것으로 대체함으로써 양자 시뮬레이터는 구현하기가 더 쉬울 수 있으며 양자 장치에 대한 새로운 응용 프로그램을 제공할 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 아직 보편적으로 유용하지 않기 때문에 이는 관련이 있습니다. 스핀 센터는 결정에 놓을 수 있는 대략 원자 크기 의 양자 자기 물체입니다. 양자 정보를 저장하고, 다른 스핀 센터와 통신하고, 레이저로 제어할 수 있습니다.

질문: 이 작업의 응용 분야에는 어떤 것이 있나요?

로지: 우리는 물질의 이국적인 자기 위상과 그 사이의 위상 전이를 시뮬레이션하기 위해 제안된 양자 시뮬레이터를 구축할 수 있습니다. 이러한 위상 전이는 이러한 전이에서 매우 다른 시스템의 동작이 동일해지기 때문에 매우 흥미롭습니다. 이는 이러한 서로 다른 시스템을 연결하는 근본적인 물리적 현상이 있다는 것을 의미합니다. 이 장치를 만드는 데 사용된 기술은 스핀 중심 기반 양자 컴퓨터에도 사용할 수 있는데, 이는 상온 양자 컴퓨터 개발의 주요 후보인 반면, 대부분의 양자 컴퓨터는 작동하기 위해 매우 낮은 온도가 필요합니다.

-게다가, 우리 장치는 스핀 중심이 직선으로 배치된다고 가정하지만, 스핀 중심을 최대 3차원 배열로 배치하는 것도 가능합니다. 이를 통해 현재 컴퓨터에서 사용하는 방법보다 효율적인 스핀 기반 정보 장치를 연구할 수 있습니다. 양자 시뮬레이터는 양자 컴퓨터보다 제작 및 작동이 쉽기 때문에, 우리는 양자 시뮬레이터를 사용하여 일반 컴퓨터가 해결할 수 없는 특정 문제를 해결할 수 있으며, 양자 컴퓨터가 더 정교해질 때까지 기다릴 수 있습니다. 그러나 이는 양자 시뮬레이터를 어려움 없이 제작할 수 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 우리는 지금 막 스핀 중심을 조작하고, 순수한 결정을 성장시키고, 저온에서 작업하여 우리가 제안하는 양자 시뮬레이터를 제작할 수 있을 만큼 충분히 능숙해지기 시작했습니다.

참고문헌: Troy Losey, Denis R. Candido, Jin Zhang, Y. Meurice, Michael E. Flatté 및 S.-W. Tsai의 "고체 스핀 센터를 사용한 스핀-12 XYZ 모델의 양자 시뮬레이션", 2024년 7월 8일, Physical Review B. DOI : 10.1103/PhysRevB.110.014413

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mssoms 메모 2407130428

연구진은 스핀 센터라는 양자 자기 객체의 사슬 시뮬레이터를 양자컴퓨터 역할을 제안했다. 이 객체의 자기 스핀반응은 외부 자기장이 있는 상황에서 물질의 다양한 자기적 위상과 이들 위상 간의 전이를 양자적으로 시뮬레이션할 수 있다.

양자 시뮬레이터는 양자 컴퓨터보다 제작 및 작동이 쉽기 때문에, 우리는 양자 시뮬레이터를 사용하여 일반 컴퓨터가 해결할 수 없는 특정 문제를 해결할 수 있으며, 양자 컴퓨터가 더 정교해질 때까지 기다릴 수 있다.

1.
양자 시뮬레이터 oser.ms의 기본작동은 전자에는 두가지 특성이 이용된다. base.qpeoms 얽힘의 전하 +-.a와 스핀mser.b이다. 메인 질량 012abs.c도 msbase에서는 매우 중요하다.

질량의 단위가 qpeoms일 수 있기 때문이다. 그래서 전자의 수가 양성자 수와 동일한 원자핵을 나타낸 것이고, 그 spin.zsp는 원자들일 수 있으며, 전자전하 qpeoms와 광자스핀 qpeoms와 더불어 실질적으로 전자기파.중력파 msoss를 만들어 내는 최소 1의 질량을 가진 양자역학의 기본입자 dedekind.oms.cut.poin_simulators이다. 허허.

위상전이 물질이 원자층 msbase 물질계 2d.n2.zsp와 양자층 qpeoms.3d.tsp간에 위상 전위을 함의한다. 이상황이 우주전역에서 실제 초고속이나 순간 얽힘.중첩이동 현상들이 우주의 소립자에서 광활한 까지 smolas에서 벌어지고 있다. 허허.

No photo description available.

Source 1.
The researchers proposed a chain of quantum magnetic objects called spin centers. This chain can quantum simulate the various magnetic phases of a material and the transitions between these phases in the presence of an external magnetic field.

“We are designing a new device that houses spin centers and can be used to simulate and learn about interesting physical phenomena that cannot be fully studied with classical computers.” These are the words of Shanwen Tsai, a professor of physics and astronomy who led the research team. “Spin centers in solid materials are localized quantum objects that have great potential for designing new quantum simulators.”

-Furthermore, although our device assumes that the spin centers are arranged in a straight line, it is also possible to place the spin centers in up to three-dimensional arrays. This will allow us to study spin-based intelligence devices that are more efficient than the methods currently used in computers.
-Because quantum simulators are easier to build and operate than quantum computers, we can use quantum simulators to solve certain problems that regular computers cannot solve, and wait for quantum computers to become more sophisticated. However, this does not mean that quantum simulators can be built without difficulty. We are just now starting to get good enough at manipulating spin centers, growing pure crystals, and working at low temperatures to build the quantum simulators we propose.

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mssoms note 2407130428

The researchers proposed a chain simulator of quantum magnetic objects called a spin center to act as a quantum computer. The magnetic spin response of this object can quantum simulate the various magnetic phases of the material and the transitions between these phases in the presence of an external magnetic field.

Because quantum simulators are easier to build and operate than quantum computers, we can use quantum simulators to solve certain problems that regular computers cannot solve, while waiting for quantum computers to become more sophisticated.

One.
The basic operation of the quantum simulator oser.ms uses two characteristics of electrons. The charge of base.qpeoms entanglement is +-.a and spinmser.b. The main mass 012abs.c is also very important in msbase.

This is because the unit of mass can be qpeoms. So, it represents an atomic nucleus where the number of electrons is the same as the number of protons, and the spin.zsp can be atoms, and it is a quantum mechanical object with a mass of at least 1 that actually creates electromagnetic waves and gravitational waves msoss along with the electron charge qpeoms and photon spin qpeoms. The elementary particles are dedekind.oms.cut.poin_simulators. haha.

The phase transition material implies a phase transition between the atomic layer msbase material system 2d.n2.zsp and the quantum layer qpeoms.3d.tsp. This situation is occurring throughout the universe, with actual ultra-high-speed and instantaneous entanglement and superposition movement phenomena occurring in smolas from the elementary particles of the universe to the vast expanse. haha.

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0

Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca