Il Quantium Simulator di Google genera la farfalla subatomica di Hofstadter

How real people make Google Search better

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Anonim

Proprio quando pensavi che i simulatori quantistici potessero solo scricchiolare i numeri, gettano su un tappeto di droga e iniziano a fare arazzi.

Questa immagine psichedelica non è solo qualcosa da guardare dopo un paio di strappi di bong. Si chiama farfalla Hofstadter ed è in realtà una mappa di come si comportano gli elettroni in un forte campo magnetico. Ogni divisione e spostamento di queste particelle subatomiche sono splendidamente rese dai fotoni all'interno del chip quantico di Google.

La farfalla di Hofstadter fu scoperta nel 1976 e non è stata altro che un'ipotesi plausibile su come gli elettroni riflettono e fluiscono all'interno di un campo magnetico. Con questo sforzo di ricerca collaborativo di Google e scienziati delle università in California, Singapore e Grecia, pubblicato giovedì a Scienza, ora abbiamo un'idea molto migliore di come questo fenomeno si presenta.

Tutto ciò è stato reso possibile dai simulatori quantistici, che sono computer quantistici a scopo speciale. Non possono risolvere qualunque problema come i computer quantistici ancora teorici, ma possono essere usati per risolvere problemi specifici.

Il problema era che i computer convenzionali non potevano mappare accuratamente le particelle in modo così inimmaginabile. Il simulatore quantistico di Google gira su qubit di fotoni, invece di bit binari. Questi qubit sono anche particelle subatomiche, che consentono loro di creare un'immagine più dettagliata della farfalla Hofstadter di quanto i computer tradizionali siano mai stati in grado di fare.

"Il nostro metodo è come colpire un campanello. Il suono che fa è una sovrapposizione di tutte le armoniche di base ", ha spiegato Dimitris Angelakis, ricercatore presso il Centro per le tecnologie quantistiche in Grecia. "Colpisciandolo in diverse posizioni alcune volte e ascoltando la melodia abbastanza a lungo, è possibile risolvere le armoniche nascoste. Facciamo lo stesso con il chip quantico, colpendolo con i fotoni e seguendo la sua evoluzione nel tempo."

I risultati di questa ricerca non solo hanno prodotto una farfalla umida, ma mostra anche come i simulatori quantici possano essere usati per visualizzare fenomeni naturali nel mondo che ci circonda. Simile a come vedere è credere, vedere spesso è capire. Essere in grado di immaginare chiaramente le particelle e le forze infinitesimali che costituiscono il mondo può portare a una migliore comprensione di come funzionano e interagiscono tra loro.