Research press release



Quantum physics: A quantum leap for quantum simulators



このほど、多数の制御キュービットを備えた量子シミュレーターが2つの独立した研究で実証された。Mikhail Lukinたちの研究グループがいわゆるリュードベリ状態にある原子(51個)を用い、Christopher Monroeたちの研究グループがトラップされたイオン(53個)を用いてイジング型量子磁性体における相転移(量子相互作用の簡易な「おもちゃ」モデル)を調べた。いずれの研究グループも量子粒子の秩序状態への転移を観測し、詳細に調べた。その結果、古典的な方法では説明できない多体相互作用に関する新たな知見がもたらされた。2つの研究で得られた知見から、今までより規模の大きな系における量子ダイナミクスと量子シミュレーションの研究プラットフォームが得られる可能性がある。

Quantum simulators with an exceptionally high number of controlled ‘qubits’ (the building blocks of a quantum computer, analogous to the bits in classical computers) are demonstrated in two separate experiments published in this week’s Nature. The systems can be used to study interactions that are not possible to model using classical computers.

Quantum simulators are a form of quantum computer that investigate (‘simulate’) how quantum particles interact, which in turn could aid the design of better quantum computers in the future. Small numbers of individually controlled qubits have already been used to simulate systems such as molecules. However, scaling this up to larger ensembles of quantum elements - and thus simulating more complex many-body quantum systems - has been a challenge.

Two independent studies demonstrate quantum simulators with a large number of controlled qubits. Mikhail Lukin and co-workers used 51 so-called Rydberg atoms and Christopher Monroe and colleagues 53 trapped ions to study phase transitions in Ising-type quantum magnets - a simplified ‘toy’ model of quantum interactions. Both groups observed and probed transitions of the particles into ordered states, providing insights into many-body interactions that cannot be described using classical approaches. The findings may provide a platform for studying quantum dynamics and quantum simulations in larger systems.

doi: 10.1038/nature24654|英語の原文

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。


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