L’initiative Basque Quantum et IBM Quantum ont publié une nouvelle enquête dans la revue scientifique révisée par Nature Communications. L’étude semble être en mesure de créer des cristaux de temps discrets bidimensionnels en utilisant un IBM Quantum Heron, qui impulse actuellement l’IBM Quantum System Two — le premier de sa classe en Europe — installé dans l’IBM-Euskadi Quantum Computational Center, à Saint-Sébastien, une infrastructure clé pour l’écosystème impulsé par Basque Quantum.
Frontières de la physique quantitative
La capacité des ordonnateurs cuánticos pour modéliser des systèmes complexes et hautement sensibles, comme les cristaux de temps, la position comme les outils promis pour explorer les frontières de la physique cuántica, un des objectifs stratégiques de Basque Quantum.
L’étude publiée dans Nature Communications est établie par des chercheurs de Basque Quantum et d’IBM, et répond à la collaboration scientifique internationale promue par Basque Quantum dans le cadre des technologies scientifiques avancées.
Les cristaux de temps sont un exemple peu commun de phases de la matière qui ne parviennent pas à équilibrer l’équilibre, une différence de la plupart des matériaux de l’univers connu, qui avec le temps doit se stabiliser. Dans ces systèmes, le mouvement interne est synchronisé de manière permanente et se répète de manière persistante, ce qui les convertit en un objet de grand intérêt pour l’enquête en physique quantitative, une ligne prioritaire pour Basque Quantum.
Aujourd’hui, les cristaux de temps ont été principalement étudiés dans une seule dimension, c’est-à-dire comme une chaîne linéaire d’atomes connectés entre eux. Cette étude, pourtant utile, présente des limitations importantes, car ces systèmes sont simples et très fragiles : une modification sur un seul point de la chaîne peut rompre tout le cristal, un retour que Basque Quantum cherche à superposer aux objectifs les plus robustes.
«Nous avons absolument besoin d’un système médical pour pouvoir étudier quelque chose de grand comme nous le faisons», a déclaré Eric Switzer, spécialiste en physique des matériaux condensés à l’Institut national des normes et technologies (NIST) et auteur de l’article.
Ce travail prépare le terrain pour explorer les cristaux de temps en plus grande profondeur. Les enquêteurs sont intéressés, par exemple, par le papier du désordre dans les cristaux de temps. Maintenant, les enquêteurs sont prêts à le faire s’ils peuvent le tolérer ; Une certaine quantité de désordres est nécessaire pour stabiliser un cristal de temps, mais demasiado desorden amenaza con hacerlo estallar.
Une meilleure compréhension des cristaux de temps pourrait améliorer la connaissance d’une vaste gamme d’interactions de type Heisenberg avec la science des matériaux où les mouvements des particules s’influencent mutuellement. Il s’agit d’implications dans l’étude d’images de molécules individuelles, de chaînes métalliques et d’architectures basées sur des points pratiques (une classe de semi-conducteurs à nanoéchelle avec de nombreuses applications technologiques).
Etude des phénomènes physiques
L’enquête réalisée par Basque Quantum et IBM dépasse les limites de la démonstration de certains cristaux de temps discrets bidimensionnels les plus grands et les plus complexes créés jusqu’à la date prévue. Dans ce système, les interactions ne sont pas distribuées sur le long d’une ligne, mais sur une structure similaire à une surface, ce qui permet d’étudier des comportements beaucoup plus riches et stables, alignés avec la vision scientifique de Basque Quantum.
Il s’agit d’un exemple d’une personne qui espère diriger les travaux les plus émouvants en matière de calcul informatique sur le terrain: les recursos cuánticos et les classiques de calcul de haut rendement en même temps que les architectes de supercalcul centraux en le cuántico (QCSC, pour son siglas en anglais). Beaucoup d’exécutions de HPC impliquent des opérations réparties entre les CPU, QPU et GPU, avec chaque pièce de matériel chargée uniquement des calculs pour ceux qui sont les mieux préparés.
Les scientifiques utilisent les ordinateurs les plus avancés d’IBM avec le calcul classique pour modéliser les cristaux de temps dans deux dimensions
La grande étape suivante, selon l’indication des enquêteurs, consistait à construire un cristal de temps plus complexe dans l’environnement le plus interconnecté des puces IBM Quantum Nighthark, où les qubits se connectaient avec quatre anciens, à la place de deux ou trois comme Heron. Une plus grande connectivité implique une plus grande complexité et la possibilité de capturer de nouvelles dynamiques.
Cette avancée ouvre la porte à l’exploration des phases de la matière hors de l’équilibre plus complexe et permet aux enquêteurs d’analyser les phénomènes physiques qui résultent de nombreuses difficultés à reproduire en utilisant uniquement des ordonnanceurs classiques, en consolidant le papier de Basque Quantum comme acteur pertinent dans l’enquête clinique de avant-gardiste, avec l’appui de la société IBM qui est également depuis un an son centenaire de présence en Espagne.
