[📪정보] 양자 프로세서로 카오스에서 강한 광자 결합 유지

[익명(112.184)]

빛이나 마이크로파와 같은 전자기 복사의 양자 패킷인 광자(Photon)는 일반적으로 서로 상호 작용하지 않는다. 두 개의 교차된 손전등 빔은 방해받지 않고 서로를 통과한다. 그러나 초전도 큐비트 배열에서는 마이크로파 광자가 상호 작용하도록 만들 수 있다.

연구원들은 양자 프로세서(quantum processors)를 사용해 마이크로웨이브 광자를 비정상적으로 결합했다. 이 광자 클러스터는 일반적인 단독 상태로 될 것으로 예상되는 환경에서도 결합을 유지했다. 이 발견은 양자 프로세서에서 처음 이루어졌다.

속박 상태의 존재 자체는 새로운 것이 아니다. 동역학이 훨씬 덜 복잡한 “통합 가능 체제(integrable regime)”라고 하는 체제에서는 속박 상태가 이미 10년 전에 예측되고 관찰됐다.


통합성 너머에는 혼돈이 지배한다. 이 실험 이전에는 속박된 상태가 혼돈 속에서 무너질 것이라고 합리적으로 가정했다. 이를 테스트하기 위해 연구원들은 단순한 링 형상을 연결된 큐비트의 더 복잡한 기어 모양 네트워크로 조정하여 통합성을 뛰어 넘었다. 그들은 속박된 상태가 혼돈의 체제에서도 잘 지속된다는 사실을 발견했다.



구글 퀀텀 AI 팀은 이러한 구속 상태가 예상치 못한 복원력을 얻는 위치를 여전히 확신하지 못한다. 연구팀은 시스템에서 호환되지 않는 에너지 스케일이 시스템이 열 평형에 빠르게 도달하는 것을 방해할 수 있는 “예열화(prethermalization)”라는 현상과의 관련성을 추측한다.



연구원들은 이 시스템 연구로 다체 양자 역학에 대한 새로운 통찰력을 얻고 양자 프로세서를 사용하여 더 근본적인 물리학 발견에 영감을 주기를 희망한다.



https://www.nature.com/articles/s41586-022-05348-y



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